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

Descrizione del progetto

I terahertz a banda larga potrebbero dare un impulso all’immaginografia dei materiali bidimensionali

La recente scoperta rivoluzionaria del trasporto di carica ad alta mobilità in strutture metallorganiche semiconduttrici bidimensionali possiede un grande potenziale per lo sviluppo di dispositivi optoelettronici su misura. La spettroscopia terahertz a risoluzione temporale consiste in un metodo privo di contatto in grado di svelare ulteriori informazioni su composizione chimica, struttura elettronica, conduttività, drogaggio e mobilità dei portatori di carica delle strutture metallorganiche. Nonostante il potenziale di questo metodo, le sonde terahertz all’avanguardia dispongono di una banda di frequenza ridotta. Il progetto PhoMOFs, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, presenterà un nuovo emettitore spintronico terahertz a tre strati con una larghezza di banda circa 15 volte più ampia di quella delle tradizionali fonti terahertz per lo studio del trasporto di carica nelle strutture metallorganiche semiconduttrici.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

FUNDACION IMDEA NANOCIENCIA
Contributo netto dell'UE
€ 160 932,48
Indirizzo
CALLE FARADAY 9 CIUDAD UNIVERSITARIA DE CANTOBLANCO
28049 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 160 932,48