Descrizione del progetto
La gestione del calore nei materiali difettosi a sottile strato atomico
L’elettronica, nel suo progresso verso la miniaturizzazione, deve affrontare una sfida legata al riscaldamento per effetto Joule: l’inevitabile generazione di calore che avviene, infatti, mette a rischio le prestazioni dei circuiti ad alta densità. La comprensione del trasporto di calore su scala nanometrica è fondamentale per la progettazione dei componenti elettronici avanzati, in particolare mediante l’utilizzo di nuovi materiali promettenti come le strutture bidimensionali (2D); ciononostante, la nostra comprensione del modo in cui i singoli difetti su scala atomica (onnipresenti nei materiali) influenzano la propagazione del calore è tuttora limitata a causa dei vincoli relativi alle attuali tecniche di imaging termico. In questo contesto, il progetto HeaT2Defects, finanziato dal CER, si propone di colmare tale lacuna sviluppando metodi di imaging innovativi che sfruttano la microscopia a forza atomica e la spettroscopia Raman, nell’ambito di una ricerca volta a migliorare le conoscenze sul trasporto del calore e a sbloccare il potenziale insito nei materiali 2D per fornire soluzioni superiori di gestione termica.
Obiettivo
The unstoppable race towards miniaturization is pushing the limits of electronics. This has to be conciliated with the inevitable Joule heating that affects all electronic devices, ultimately compromising miniaturization itself, as denser circuits require improved thermal management. Understanding and eventually controlling heat transport at the nanometer scale will lay the foundation for the design of present and future electronics, where the use of complex architectures and new nanomaterials, such as two-dimensional (2D) materials, holds a great potential. At such scales, atomic-scale defects, which are present everywhere in nature, play a fundamental role as just a single defect can greatly impact the properties of materials. However, our knowledge of the influence of an individual defect on heat propagation is surprisingly scarce. This is partly due to the limited spatial resolution of state-of-the-art thermal imaging.
HeaT2Defects aims to explore the fundamental properties of matter at a much smaller scale than is currently possible, engineering the influence of defects (namely vacancies, ripples and unconventional stacking) on heat transport of 2D devices. To this end, hinging on my extensive experience in scanning probe microscopy, I will develop an imaging technique with pioneering advances based on atomic force microscopy (AFM), Raman spectroscopy and nanoheater engineering. The versatility and resolution of AFM plus the thermal capabilities of Raman will allow thermal mapping with nm precision, improving state-of-the-art resolution by one order of magnitude. This will enable a deep understanding of the influence of defects on heat transport, and ultimately the engineering of the striking properties of 2D materials as thermal management components, vital to avoid energy waste and device malfunction. Far-reaching implications are expected, both from the profound impact of heat transport in many scenarios and from the technological developments.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze fisicheotticamicroscopia
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- scienze naturaliscienze fisicheotticaspettroscopia
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
28049 Madrid
Spagna