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Investigation of Spin, Charge and Lattice Coupling Effects in Van der Waals Crystals in an electron microscope

Projektbeschreibung

Die Funktionalitäten magnetischer Werkstoffe manipulieren

Die Anordnung der Atome oder Moleküle in festen Werkstoffen ist entscheidend für deren physikalische und chemische Eigenschaften. Änderungen der Temperatur, des Drucks oder anderer äußerer Bedingungen können die Gitterstrukturen durch ein Phänomen verändern, das als Gitterphasenübergang bekannt ist und oft zu erheblichen Änderungen der physikalischen Eigenschaften des Werkstoffs führt. Gitterphasenübergänge sind zur Beeinflussung von Werkstofffunktionen entscheidend, und das Verständnis der Mechanismen hinter diesen Übergängen ist für technologische Anwendungen enorm wichtig. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts SCALE-ICE wird das kooperative Zusammenspiel von Ladungs-, Spin-, Orbital- und Gitterwechselwirkungen in magnetischen Werkstoffen untersucht. Die Arbeit wird das Verständnis für magnetische Werkstoffe und ihre möglichen Anwendungen verbessern.

Ziel

Lattice structures are ubiquitous in nature, which determine diverse physical and chemical properties of materials. Exploring and controlling crystal structures is a central task of material engineering. Lattice phase transition is considered as a significant approach to manipulate and control functionalities, and thus, understanding the underlying mechanism of phase transition is a basic premise and guarantee for technological applications. A fundamental understanding of the cooperative interplay between charge, spin, orbital and lattice is required to manipulate this process. The emergence of magnetic Van der Waals (vdW) crystals opened up new horizons for engineering phase transition with magnetic orders together beyond the reach of existing materials. Traditional investigation of magnetic phase transition requires neutron diffraction, which requires nuclear reactor to generate neutrons. In this project, I propose to use three-dimensional electron diffraction (3DED) to study the 3D magnetic orderings, which will serve as a complimentary method to neutron diffraction. I will also study the dynamical behaviour of magnetic ordering in vdW crystals under different electric bias conditions. In addition, I will study the 3D magnetic field distribution at the interface of heterostructures constructed by vdW crystals. I will develop continuous fast holographic tomography (CFHT) with much lower dose and higher speed compared to traditional step-wise tomography. I will also apply a special 3D reconstruction algorithm to reveal and visualize the 3D magnetic field at the heterostructure interface. The outputs of this project will provide insight into the synergy effects of charge, spin and lattice in magnetic materials and greatly facilitate the discovery of novel magnetic materials.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

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

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Koordinator

FORSCHUNGSZENTRUM JULICH GMBH
Netto-EU-Beitrag
€ 189 687,36
Adresse
WILHELM JOHNEN STRASSE
52428 JULICH
Deutschland
Region
Berlin Berlin Berlin
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten