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FP7

cool Ergebnis in Kürze

Project ID: 294158
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Vereinigtes Königreich

Neue Forschung zu den elektrischen und thermischen Eigenschaften von Nanomaterialien 

Gegenwärtige und zukünftige Technologien auf Basis von nanoskaligen Materialien und Geräten haben ein großes Potenzial, den Energieverbrauch und das Abwärme-Management zu verbessern. Die frühzeitige (ab initio) Modellierung hilft uns dabei zu verstehen, wie sich die Materialien auf unterschiedlichen Skalen verhalten, wodurch wir schließlich in der Lage sein werden, elektrische und thermische Transporteigenschaften im Nanobereich zu steuern. 
Neue Forschung zu den elektrischen und thermischen Eigenschaften von Nanomaterialien 
Die Wissenschaftler des Projekts COOL (First-principles engineering of thermal and electrical transport at the nanoscale) verwendeten Ab-initio-Techniken auf Basis der Dichtefunktionaltheorie, um die elektrischen und Schwingungseigenschaften nanoskaliger Materialien sowie die Relaxationszeiten der Träger zu ermitteln. Sie arbeiteten auch an der Entwicklung eines neuen Verfahrens, um Elektron-Phonon-Kopplung in komplexen Materialgeometrien und in Gegenwart von Schnittstellen oder Defekten zu berechnen.

Die Forschungsaktivitäten befassten sich insbesondere mit der Untersuchung der Wärmeübertragung in niedrig-dimensionalen Materialien wie Graphen. Das Team lieferte wertvolle Erkenntnisse zur außergewöhnlich hohen Wärmeleitfähigkeit von Graphen sowie zur Kopplungsstärke zwischen Elektronen und Gitterfreiheitsgraden. Die Forschungsergebnisse sind wichtig für die Schaffung zukünftiger nanoelektronischer Bauelemente.

Umfangreiche Forschung wurden auch zur Beobachtung einer strukturellen Störung in einem anderen zweidimensionalen Material durchgeführt: Molybdän-Disulfid. Die Steuerung der strukturellen Integrität solcher Materialien ist essentiell für die Entwicklung von zuverlässigen und effizienten optoelektronischen Geräten.

In enger Zusammenarbeit mit der Industrie entwickelte die COOL-Gruppe thermoelektrische Materialien auf Basis von Schwefelverbindungen und untersuchte gründlich ihre Transporteigenschaften. Ein besseres grundlegendes Verständnis einer vielversprechenden Klasse von thermoelektrischen Materialien kann zur Entwicklung neuer kommerzieller Verbindungen führen, die positive wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen haben könnten.

Alle Projektergebnisse wurden in Peer-Review-Zeitschriften veröffentlicht und auf einer der angesehensten Konferenzen zum Thema elektronische Struktur in Spanien präsentiert. 

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Nanoskalige Materialien, Energieverbrauch, Wärmetransport, Elektrotransport 
Datensatznummer: 188549 / Zuletzt geändert am: 2016-09-15
Bereich: Industrielle Technologien