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Investigation of Multidimensional Non-Periodic Electron Scattering Phenomena Using Advanced Electron Crystallography

Projektbeschreibung

Strukturelle Unordnung in funktionellen Oxiden kartieren

Funktionale Oxide sind für die Umwandlung von Sonnenenergie und die Korrosionsbeständigkeit unverzichtbar, doch ihre Leistungsfähigkeit wird durch strukturelle Unordnung eingeschränkt, die sich mit herkömmlichen Methoden nicht erfassen lässt. Das durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt IMPERphECT leistet Pionierarbeit bei der Entwicklung eines mehrdimensionalen Rahmens zur Kartierung der Komplexität auf atomarer Ebene. Durch die Integration fortgeschrittener Elektronenbeugung, hochauflösender Mikroskopie, Spektroskopie und maschinellen Lernens analysieren die Forscher chrom- und stickstoffdotiertes Titandioxid sowie Mikro-Lichtbogen-Oxidationsbeschichtungen. Dieser Ansatz ermöglicht die Aufschlüsselung sowohl der durchschnittlichen Kristallstrukturen als auch spezifischer lokaler Defekte, wie etwa Sauerstoffleerstellen und planare Merkmale. Letztlich zielt das Projekt darauf ab, unser grundlegendes Verständnis der Struktur-Funktions-Beziehungen bei der Entwicklung innovativer Funktionsmaterialien zu vertiefen.

Ziel

The IMPERphECT project develops a multidimensional strategy to investigate structural disorder in functional oxide systems, a key factor influencing their performance in technologies such as solar energy conversion and corrosion protection. Conventional techniques like X‑ray diffraction make it very challenging to capture the full complexity of nanocrystalline systems with disrupted lattice periodicity. The project combines advanced electron diffraction and microscopy with machine learning to create a multidimensional framework for mapping structural complexity at the nanoscale.
Two oxide‑based model systems are studied: chromium and nitrogen co‑doped titanium dioxide, which shows enhanced photocatalytic and photovoltaic properties; and micro‑arc oxidation coatings on deformed titanium, valued for their strength and corrosion resistance. Both exhibit intermediate structural order and diverse disorder phenomena, including oxygen vacancies, charge states, planar defects, and secondary phases.
By integrating three‑dimensional electron diffraction, four‑dimensional scanning transmission electron microscopy, and advanced spectroscopy, the project will resolve both average structures and local disorder motifs. Machine learning will enable semi-automated classification of structural features and facilitate comprehensive mapping of phase transitions and defect chemistry. The outcome will be transferable protocols for characterizing disordered materials, advancing our understanding of structure-function relationships, and supporting innovation in functional materials design.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

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

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Netto-EU-Beitrag
€ 251 578,56
Adresse
HOGSKOLERINGEN 1
7491 Trondheim
Norwegen
Region
Norge Trøndelag Trøndelag
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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