Nuove collaborazioni per fare avanzare la scienza dei materiali
I sistemi di elettroni fortemente correlati (SCE) rappresentano uno degli argomenti più affascinanti e complessi della ricerca nel settore della fisica della materia condensata. Gli ossidi metallici di transizione sono tra i materiali SCE più interessanti che rappresentano potenziali elementi della nuova generazione di dispositivi micro e nanoelettronici. Partendo da questi presupposti, il progetto ATHENA (Advanced theories for functional oxides: New routes to handle the devices of the future), finanziato dall’UE, ha promosso la collaborazione tra alcuni dei principali laboratori in Europa e in India. I partner europei hanno inizialmente sviluppato metodologie per l’analisi di numerosi modelli ab initio o dei primi principi, concentrandosi principalmente sulla teoria del funzionale della densità, che rappresenta uno degli strumenti computazionali più comunemente utilizzati per lo studio e la previsione del comportamento delle molecole isolate e dei materiali in massa. I partner indiani hanno investito le proprie energie nella modellazione dei principi post primi utilizzando modelli a molti corpi come le tecniche di Hamiltoniana di Hubbard (HH), sulle quali si basa la maggior parte delle descrizioni del trasporto elettronico correlato. I partner hanno poi unito le forze per applicare le metodologie e le tecniche sviluppate allo studio delle proprietà fondamentali strutturali, elettroniche, magnetiche e termodinamiche dei sistemi SCE. Dai risultati è emersa la capacità dei metodi dei modelli dei primi principi combinati di studiare le proprietà fondamentali elettroniche, magnetiche e di trasporto delle eterostrutture degli ossidi magnetici. È stato quindi valutato il nuovo approccio sviluppato per la descrizione di varie interfacce con diverse funzionalità. L’obiettivo consisteva nel determinare la capacità del piano basato sui modelli dei primi principi integrati di descrivere e progettare sistemi di ossidi con funzionalità potenziate. Nell’ambito dell’iniziativa è stata avviata una scuola di formazione sui metodi teorici applicati ai materiali SCE rivolta principalmente a studenti dottorandi e postdottorato. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su riviste internazionali oggetto di esame collegiale e divulgate durante seminari organizzati nell’ambito di conferenze nazionali e internazionali. ATHENA ha creato una massa critica di esperti europei e indiani che si occupano dello studio degli elettroni fortemente correlati. Nell’ambito di tali attività, le comunità esperte di materia condensata e dello stato solido saranno al corrente delle metodologie e delle risorse innovative e all’avanguardia contestualmente allo sviluppo di nuovi dispositivi micro e nanoelettronici.
Parole chiave
Scienza dei materiali, elettronica, ossidi metallici di transizione, elettroni fortemente correlati, ossidi funzionali
