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

Descripción del proyecto

Cartografía del desorden estructural en los óxidos funcionales

Los óxidos funcionales son esenciales para la conversión de la energía solar y la resistencia a la corrosión, pero su rendimiento se ve limitado por un desorden estructural que los métodos convencionales no logran captar. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto IMPERphECT está desarrollando de forma pionera un marco multidimensional para cartografiar la complejidad a escala atómica. Mediante la integración de técnicas avanzadas de difracción de electrones, microscopía de alta resolución, espectroscopia y aprendizaje automático, los investigadores están analizando el dióxido de titanio dopado con cromo y nitrógeno, junto con recubrimientos obtenidos mediante oxidación por microarco. Este método permite determinar tanto las estructuras cristalinas medias como los defectos locales específicos, tales como las vacantes de oxígeno y las características planas. En última instancia, el proyecto tiene como objetivo ampliar nuestra comprensión fundamental de las relaciones estructura-función en el diseño de materiales funcionales innovadores.

Objetivo

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.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

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

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinador

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Aportación neta de la UEn
€ 251 578,56
Dirección
HOGSKOLERINGEN 1
7491 Trondheim
Noruega
Región
Norge Trøndelag Trøndelag
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

Socios (2)