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

Description du projet

Le térahertz à large bande passante pourrait dynamiser l’imagerie des matériaux 2D

La découverte récente d’un transport de charge à haute mobilité dans les cadres métallo-organiques (MOF) semi-conducteurs bidimensionnels présente un grand potentiel pour le développement de dispositifs optoélectroniques sur mesure. La spectroscopie terahertz à résolution temporelle est une méthode sans contact qui peut révéler des informations complémentaires sur la composition chimique, la structure électronique, la conductivité, le dopage et la mobilité des porteurs de charge des MOF. Malgré le potentiel qu’offre cette méthode, les sondes térahertz les plus récentes disposent d’une bande passante étroite. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PhoMOFs présentera un nouvel émetteur spintronique terahertz à trois couches, dont la bande passante est environ 15 fois plus large que celle des sources terahertz traditionnelles, pour étudier le transport de charges dans les MOF semi-conducteurs.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

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

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA
Contribution nette de l'UE
€ 160 932,48
Adresse
CALLE FARADAY 9 CIUDAD UNIVERSITARIA DE CANTOBLANCO
28049 Madrid
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 160 932,48