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Accessing Electron-Phonon interactions of two-dimensional Metal Organic Frameworks by Ultrabroadband Terahertz Spectroscopy based on the Spintronic Trilayer Emitter

Projektbeschreibung

Mit großen Terahertz-Bandbreiten die Bildgebung bei zweidimensionalen Materialien verbessern?

Die neueste bahnbrechende Entdeckung des hochmobilen Ladungstransports in zweidimensionalen halbleitenden metallorganischen Gerüstverbindungen birgt große Chancen in Bezug auf die Entwicklung maßgeschneiderter optoelektronischer Bauelemente. Bei der zeitaufgelösten Terahertz-Spektroskopie handelt es sich um ein berührungsloses Verfahren, das weitere Informationen über die chemische Zusammensetzung, elektronische Struktur, Leitfähigkeit, Dotierung und Ladungsträgermobilität metallorganischer Gerüstverbindungen offenbaren kann. Ungeachtet des Potenzials dieses Verfahrens weisen moderne Terahertz-Sonden eine schmale Frequenzbandbreite auf. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt PhoMOFs wird nun einen neuartigen Terahertz-Dreischicht-Spintronik-Emitter einführen, der über eine etwa 15-mal größere Bandbreite als übliche Terahertz-Quellen verfügt, um den Ladungstransport in halbleitenden metallorganischen Gerüstverbindungen zu untersuchen.

Ziel

The recent discovery of high-mobility band-like charge transport in two-dimensional semiconducting Metal Organic Frameworks (2D-MOFs), represents a breakthrough that paves the way for developing novel highly tailorable optoelectronic devices. However, for harvesting the benefits of these materials, it is still required a deeper understanding on the interplay between MOF structure and chemical composition with electronic structure, conductivity, doping and charge carrier mobility. Among the current methods used to characterize charge transport in MOFs, Time-Resolved Terahertz (THz) Spectroscopy (TRTS) stands out, owing to the fact that it is a non-contact technique, with sub-ps resolution, and capable of disentangling the conductivity, doping and mobility of a given sample in the AC limit. Despite powerful, current TRTS setups do have a limitation connected with a small frequency bandwidth of state-of-the-art THz probes (typically limited to 0.2-2 THz). In this project, I will introduce a novel THz Spintronic Trilayer Emitter (STE), holding a bandwidth that is ~15 times broader than that of traditional THz sources, for investigating charge transport in the recently discovered semiconducting MOFs. The STE ultrabroadband frequency window, linked to an ultrashort pulse time duration, will allow for the first time characterizing phonons and their interplay with free carriers (which limit sample´s mobility) as a function of sample chemistry and structure. This powerful approach will ultimately lead to unequivocally establishing connections between structure and charge transport properties in these promising and technologically relevant materials.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA
Netto-EU-Beitrag
€ 160 932,48
Adresse
CALLE FARADAY 9 CIUDAD UNIVERSITARIA DE CANTOBLANCO
28049 Madrid
Spanien
Region
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 160 932,48