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Investigating Quantum Phases at Extreme Charge Doping Limit by Scanning Tunneling Microscopy

Descrizione del progetto

Microscopia a effetto tunnel basata sul gating ionico per manipolare gli stati quantistici

La manipolazione delle proprietà elettroniche dei materiali quantistici è uno dei punti chiave della fisica della materia condensata. Il gating ionico si è recentemente dimostrato efficace per ottenere livelli di drogaggio elevatissimi, ma non è ancora stato applicato alla microscopia a effetto tunnel (STM), una tecnica cruciale per studiare la densità locale degli stati elettronici e le fasi correlate. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SIG-STM svilupperà una nuova tecnica STM che utilizza il gating ionico (SIG-STM) per manipolare gli stati quantistici con un drogaggio ad altissima densità di portatori. Questo approccio consentirà la fabbricazione di nano-dispositivi che raggiungono livelli di drogaggio elevatissimi e sono compatibili con la STM a bassa temperatura, facilitando gli studi a livello atomico dei materiali correlati altamente drogati.

Obiettivo

Tailoring electronic properties of quantum matter is of immense current interest in the condensed matter physics community. The ability to control quantum states benefits both fundamental understanding of the underlying physics and the advancement of next-generation quantum techniques. Recently, ionic gating has emerged as a powerful tool in manipulating electronic states by achieving ultra-high doping levels. However, this technique has not been applied to scanning tunneling microscopy (STM) studies, which are crucial in accessing the local density of electronic states and exploring correlated phases.

I will establish a new STM technique that integrates ionic gating (SIG-STM) to manipulate quantum states through ultra-high carrier density doping. SIG-STM will open a completely new window to study highly doped correlated materials at the atomic level. 1. I will fabricate the nano-devices that can reach ultra-high doping levels through ionic gating and are compatible with low-temperature STM. 2. I will carry out STM studies on the devices to demonstrate the technique of SIG-STM. 3. I will combine SIG-STM and molecular beam epitaxy to study versatile and low-dimension materials.

This project combines the strengths of both the experienced researcher and the host group. Our new SIG-STM technique combines our expertise in the fabrication of high-quality devices (from myself) and STM measurements (from the host group). SIG-STM will be a breakthrough in condensed matter physics that can contribute to long-lasting problems such as the origin of high-temperature superconductivity. In addition, SIG-STM has great potential to expand understanding of new functional materials such as dissipationless materials and advanced electronics in quantum technologies with strong societal and potentially economic impact.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinatore

AALTO KORKEAKOULUSAATIO SR
Contributo netto dell'UE
€ 199 694,40
Indirizzo
OTAKAARI 1
02150 Espoo
Finlandia
Regione
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato