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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Quantum Chemical Design of Molecular Magnets

Descripción del proyecto

Unos imanes moleculares mejores para alimentar futuros dispositivos

Los dispositivos cuánticos dependen de una nueva clase de imanes a base de moléculas. Sin embargo, a diferencia de los imanes convencionales, su compleja estructura mecánica cuántica es poco conocida. El equipo del proyecto ezEmbedMagnet, financiado con fondos europeos, tratará de comprender mejor los sistemas de grandes moléculas magnéticas y utilizar los conocimientos resultantes para crear nuevos imanes moleculares. Con ese objetivo, empleará la modelización informática para determinar cómo las interacciones microscópicas (espín-órbita y Zeeman) contribuyen a las propiedades magnéticas macroscópicas. En concreto, en el proyecto se estudiará la optimización de un imán de una sola molécula de cobalto (II), así como de átomos de cobalto individuales sobre superficies de MgO(001) y Cu(111).

Objetivo

A reliable ab initio description of molecular magnets is key to developing a new era of quantum devices that will be more efficient and easier to tune by structural modification of their building units. However, quantum mechanical treatment of such systems is challenging due to their multi-configurational wavefunctions, requiring a well balanced description of their constituent electronic configurations. Furthermore, these systems are often large magnetic molecules or atoms deposited on supports whose models include hundreds of atoms, hampering the application of accurate ab initio methods; yet small energy gaps (from tens to hundreds of wavenumbers) call for quantitative accuracy. The aim of this project is to design new molecular magnets, practical for real-world applications. To this end, I will employ a new and affordable computational strategy that combines accurate equation-of-motion coupled-cluster (EOM-CC) theory on the magnetic center with more approximate density functional theory (DFT) on the remainder, avoiding costly EOM-CC calculations on the full system. I will combine interdisciplinary approaches, EOM-CC-in-DFT for open-shell species and tools computing magnetic properties from ab initio calculations, to determine how microscopic interactions (spin-orbit and Zeeman) contribute to macroscopic magnetic properties and how these are optimized in two model systems: (i) a cobalt(II) single-molecule magnet and (ii) single cobalt atoms on the MgO(001) and Cu(111) surfaces. This project will enable, through collaboration between researchers with complementary expertise, a transfer of knowledge across multiple fields, such as solid-state physics, quantum chemistry, and molecular magnetism. Via research training including a secondment, I will explore new approaches; e.g. modelling metal surfaces, periodic wavefunction theories, and periodic embedding theories, which will be crucial to cultivating my place as an expert in this field.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

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Coordinador

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN
Aportación neta de la UEn
€ 175 920,00
Dirección
OUDE MARKT 13
3000 Leuven
Bélgica
Región
Vlaams Gewest Prov. Vlaams-Brabant Arr. Leuven
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

Socios (1)