Projektbeschreibung
Quanten-Spin-Hall-Isolatoren für Energieeffizienz von Elektronik
Der Energieverbrauch ist durch die vermehrte Nutzung digitaler Technologien und von Quanteninformatik enorm gestiegen. Um die Umweltziele zu erreichen, muss die Energieeffizienz optimiert und dieser steigende Verbrauch gesenkt werden. Im ERC-finanzierten Projekt Q-EDGE sollen energieeffiziente Elektrik und Quantencomputer umgestaltet werden, indem Quanten-Spin-Hall-Isolatoren erforscht werden. Mit diesen theoretischen Werkstoffen wäre der Ladungstransport bei Raumtemperatur ohne Energieverlust möglich. Um bestehende Herausforderungen zu bewältigen, greift das Projektteam auf Germanen zurück, untersucht die Grundsätze des Ladungs- und Spintransports in diesen Isolatoren, verwirklicht topologische Supraleitfähigkeit und bestimmt die Quantenmechanismen, durch die es zu Abweichungen vom idealen Verhalten kommt. Das Ziel ist, wichtige Debatten in der Festkörperphysik zu klären.
Ziel
Q-EDGE aims to transform the landscape of energy-efficient electronics and quantum computing in response to pressing global energy and computational challenges. Central to this endeavor is the exploration of electron correlations and topological transport in Quantum Spin Hall (QSH) insulators. These are two-dimensional materials characterized by a bulk bandgap and topologically protected metallic edge states. Theoretical models hint at the potential of QSH edge states to facilitate charge transport without energy loss at room temperature and introduce unique quantum excitations in the form of Majorana fermions. Despite their potential, knowledge gaps and experimental challenges hinder harnessing their properties. These include material constraints, such as small bandgaps limiting investigations to extremely low temperatures, and technique limitations obstructing precise edge state measurements.
My discovery that germanene, the germanium analog of graphene, is a QSH insulator with a sizable bandgap, combined with my advancements in scanning probe microscopies, equips me to solve these challenges and fulfill my objectives:
(1) To uncover the principles underpinning charge and spin transport in QSH insulators.
(2) To identify the quantum mechanisms causing deviations from ideal, dissipationless transport.
(3) To engineer the QSH edge states to manifest elusive Majorana fermions.
Q-EDGE aspires to set new standards in topological research, promoting germanene as a benchmark material and developing methodologies applicable to diverse quantum systems. This initiative will significantly inform and refine contemporary theories of complex quantum phases of matter. The urgency is high since the exploration of this realm has just begun, its promises have not yet been materialized, and the extent of its potential for new physics remains largely untapped. As we stand on the cusp of quantum innovations, Q-EDGE will turn theoretical potentials into tangible breakthroughs.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Technik und Technologie Nanotechnologie Nanomaterialien zweidimensionale Nanostrukturen Graphen
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Fermion
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
7522 NB Enschede
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.