Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Dynamics, Excitations and Phase transitions of Two-Dimensional encapsulated noble-gas clusters

Opis projektu

Ulepszone techniki badania dynamiki dwuwymiarowych klastrów gazów szlachetnych

Od dziesięcioleci jednym z najważniejszych zagadnień badawczych fizyki jest zachowanie atomów w układach dwuwymiarowych. Gazy szlachetne, ze względu na swoje proste interakcje atomowe, są idealne do badania tych zjawisk. Wczesne eksperymenty w temperaturach kriogenicznych położyły podwaliny, ale ostatnie postępy w technologii grafenowej pozwoliły naukowcom na uwięzienie gazów szlachetnych między dwiema warstwami grafenu w wyższych temperaturach. Ten przełom umożliwia obserwację ich układu atomowego i dynamiki, ujawniając nieoczekiwane zachowania — nietypowe wzorce dyfuzji, zaskakującą płynność w dużych klastrach i małe klastry odbiegające od typowych układów atomowych. Projekt DEPT2D, realizowany przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie”, wykorzysta najnowocześniejsze technologie mikroskopii i spektroskopii do badania ewolucji tych dwuwymiarowych klastrów w różnych warunkach, dostarczając nowe spostrzeżenia w fizykę dwuwymiarową i materiałów ograniczonych.

Cel

Noble gases are governed by the weak and well-understood van der Waals interaction which makes them an excellent model system for different physical phenomena. Condensed noble gases on surfaces at cryogenic temperatures were the first experimental examples of 2D systems back in the 1960s. By encapsulating them between graphene and a substrate in the 2010s, these structures could also be studied at elevated temperatures via STM. However, here the encapsulation layer often obscures the arrangement of trapped atoms. I recently showed that by trapping noble gases between two graphene layers, the atoms can be observed directly via transmission electron microscopy (Längle et al. 2024, Nature Materials). This provides direct insight into the atomic arrangement and dynamics of this system with surprising properties:

* Anomalous diffusion governed by defects in the encapsulating membrane was observed, mimicking diffusion through a 2D glass.
* Clusters become more fluid when they grow, contrary to what is expected in nanomaterials.
* For small clusters, the atomic arrangement deviates from the close-packed hexagonal structure indicating deviations from the assumed isotropic van der Waals interaction.

In this project, I will track the structure of 2D noble gas clusters in time and space using a laser pump-probe setup in a scanning transmission electron microscope, which provides atomic-scale imaging with nanosecond temporal resolution. With this, I will study the diffusion, atomic arrangement, orientational order, symmetry breaking, and phase transitions of 2D clusters as a function of size, temperature, and pressure. Additionally, the bonding, electronic structure and band gap of these clusters under the same conditions will be probed by monochromated electron energy loss spectroscopy.

This will contribute to the fundamental understanding of 2D physics with exciting possibilities for basic condensed-matter research opening avenues toward other 2D confined systems.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

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

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Wkład UE netto
€ 242 260,56
Koszt całkowity
Brak danych