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Coulomb Engineering of Quantum States in Matter

Descrizione del progetto

Progettazione di stati quantistici elettronici nei solidi mediante interazioni di molte particelle

Pur essendo certamente un cliché, il motto «il tutto è più della somma delle singole parti» ha in effetti vaste applicazioni e gli stati elettronici nei solidi semiconduttori non fanno eccezione. Le forti interazioni tra molte particelle promettono di progettare artificialmente stati quantistici nella materia condensata con velocità e fedeltà senza precedenti, oltre l’ambito dei metodi tradizionali che si basano sulle proprietà del singolo elettrone. Il progetto CoulENGINE, finanziato dall’UE, intende introdurre e sviluppare un approccio non invasivo, basato sulla prossimità, per creare e manipolare strutture elettroniche nei nanomateriali adattando le interazioni elettrodinamiche di Coulomb su scale temporali ultraveloci.

Obiettivo

Key phenomena in condensed matter are determined by the properties of the electronic states, strongly motivating the development of strategies for their artificial design. In semiconducting solids, heavily studied from fundamental and technological perspectives, electronic structures are currently defined using strong perturbations of the materials such as tuning the chemical composition, changing the geometry, or applying external fields. Traditional concepts, however, inherently rely on modifying single-particle properties of individual electrons, while the influence of many-particle interactions has been largely neglected in the context of bandstructure engineering so far. In addition, conventional methods start to approach intrinsic barriers in todays technology, driving an intense search for fundamentally novel concepts.
Here, I propose to explore an alternative pathway to design and manipulate electronic states in matter that is exclusively based on many-particle interactions between electronic excitations mediated by Coulomb forces. These are exceptionally strong in two-dimensional (2D) semiconductors with a major impact on the energies of the electronic states, and are highly sensitive to the dielectric surroundings. Using layered heterostructures I intend to show how the dielectric environment of a 2D semiconductor can be tuned on ultrafast timescales by pulsed optical injection to manipulate electronic states via proximity screening. Similarly, external screening will be used to study how the geometry of proximate objects can be imprinted on the electronic structure of a 2D layer, creating dielectrically defined zero-, one-, and two-dimensional potentials in one unified system. Ultimately, the realization of rapidly tunable electronic quantum states through dielectric environment will offer novel, versatile experimental platforms for fundamental many-body physics research and establish a new approach for electronic structure engineering on the nanoscale.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 999 627,00
Indirizzo
HELMHOLTZSTRASSE 10
01069 Dresden
Germania

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Regione
Sachsen Dresden Dresden, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 999 627,00

Beneficiari (1)

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