Opis projektu
Badanie tajemnic materiałów topologicznych za pomocą symetrii
Odkrycie możliwości materiałów półprzewodnikowych zawierających topologiczne (krystaliczne) stany izolatorów (TI i TCI) i wykorzystanie ich w urządzeniach pozostaje ogromnym wyzwaniem. Obliczenia teoretyczne pozwoliły na wyłonienie tysięcy potencjalnych materiałów TI i TCI, ale ich wykorzystanie w praktyce utrudnia ograniczona wiedza na temat sygnatur eksperymentalnych i korzystnych właściwości. Zespół finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych projektu TopoRosetta wykorzysta grupową teorię symetrii kryształów, aby zbadać dotychczas niepoznane uniwersalne reakcje kwantowe. Celem tej przełomowej inicjatywy jest opracowanie swoistego kamienia z Rosetty, który pomoże przełożyć nieprzejrzyste matematyczne klasyfikacje topologiczne na namacalne obserwacje eksperymentalne. Koncentrując się na reakcjach spinowych i orbitalnych oraz przejściach nadprzewodzących, zespół projektu TopoRosetta ma na celu transformację TI i TCI z teoretycznych ciekawostek w praktyczne innowacje dla dziedzin chemii, materiałoznawstwa i urządzeń kwantowych.
Cel
Solid-state materials hosting topological insulating (TI) states have been intensely studied following predictions that their bulk and surface features may serve as robust platforms for spintronics, quantum computing, and magnetoelectric responses. 3D topological crystalline insulator (TCI) states protected by crystal symmetries have also been predicted, and through first-principles (DFT) calculations, thousands of candidate TIs and TCIs have been identified, including correlated charge-density-wave and magnetic variants. Though topological materials can readily be mathematically classified, we still do not know the bulk experimental signatures and advantageous properties of most topological states, limiting their practical applicability in chemistry, materials science, and quantum devices. To unlock the immense promise of solid-state TIs and TCIs, I propose to leverage the group theory of crystal symmetries to produce a Rosetta Stone to translate the mathematical topological classification into robust and intuitive experimental observables, such as the spin and charge trapped by defects and new electromagnetic responses. First, we will devise theories of topological spin-, orbital- (valley-), and layer-resolved bulk, surface, and crystal defect responses in 3D TCIs and introduce numerical methods for their identification in real materials. Next, we will for the first time construct a position-space, symmetry-based methodology for systematically enumerating and analyzing superconducting (SC) TCIs, which may host excitations advantageous to the storage and manipulation of quantum information. We will introduce the fundamentally new notion of SC symmetry groups to characterize SC TCIs by exploiting tension between their position- and momentum-space descriptions. This will uniquely allow us to side-step specifying the mechanism or strength of the SC order. For both lines of inquiry, we will apply data mining and DFT to identify and characterize material candidates.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
75015 PARIS 15
Francja