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It takes three to tango: semiconductors with three bands for a new generation of optoelectronic devices

Descrizione del progetto

Semiconduttori a tre bande per il fotovoltaico di nuova generazione

Per decenni, i semiconduttori hanno alimentato le nostre rivoluzioni digitale e solare. Ora, i ricercatori stanno riscrivendo le regole con i materiali a tre bande (3BM). Il progetto TANGO, finanziato dal CER, sta compiendo un passo avanti rispetto al classico modello a due bande. Il suo obiettivo è stabilizzare, nello stesso materiale, tre popolazioni elettroniche distinte a temperatura ambiente. Ciò sarà possibile incorporando punti quantici in una matrice di perovskite (QDIP) per creare bande di energia termicamente disaccoppiate. Tale innovazione potrebbe portare alla realizzazione della prima cella solare a tre bande mai realizzata, aumentando l’efficienza e riducendo i costi. TANGO punta inoltre alla creazione di un transistor a tre bande, una svolta nella logica multivalore che potrebbe rivoluzionare la velocità di elaborazione e l’archiviazione dei dati.

Obiettivo

Semiconductors, halfway between metals and insulators, are at the heart of the optoelectronic applications that have revolutionized our world for the last 70 years. Their hallmark characteristic is the existence of two electronic bands—the conduction and valence bands (CB and VB)—separated by a forbidden energy gap, which enables electrical and optical access to two distinct electronic populations. 3-band materials (3BM) represent a new class of semiconductor featuring three electronic bands and three energy gaps (one between each pair of bands). The driving force behind two decades of 3BM research has been the development of high-efficiency solar cells. Yet, all the attempts to fabricate an operational 3-band solar cell either failed or proved to be unpractical mainly due to a fundamental reason: the impossibility of the 3BM candidates to maintain three distinct electronic populations at room temperature (RT), due to strong interband thermal coupling. TANGO aims to overcome this hurdle by implementing an innovative band-engineering strategy. A family of functional 3BMs will be achieved via precise tailoring of the band structure of hybrid heterocrystals comprising quantum dots (QD) in a perovskite matrix (QDIP). In this approach, the QD electronic states give rise to a third band thermally decoupled from the VB and CB even at RT. The successful implementation of QDIP-based 3BMs (Objective 1) will permit the fabrication of the first operational 3-band solar cell (Objective 2), setting a new landmark that could lead to cheap high-efficiency photovoltaics.Beyond solar cells, the unique properties of 3BMs, which allow for external access to three electronic populations, will be leveraged to develop a groundbreaking device: the 3-band transistor (Objective 3), able to switch among three logic states. The demonstration of such a 3-state element would imply a breakthrough in the field of multivalued digital logic, which promises enhanced computation and storage capacity.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 2 715 696,00
Indirizzo
CALLE RAMIRO DE MAEZTU 7 EDIFICIO RECTORADO
28040 MADRID
Spagna

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Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 2 715 696,00

Beneficiari (1)

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