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

Descrizione del progetto

Mappare il disordine strutturale negli ossidi funzionali

Gli ossidi funzionali sono essenziali per la conversione dell’energia solare e la resistenza alla corrosione, ma le loro prestazioni sono limitate dal disordine strutturale che i metodi convenzionali non riescono a rilevare. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto IMPERphECT sta sperimentando un approccio multidimensionale per mappare la complessità su scala atomica. Integrando tecniche avanzate di diffrazione elettronica, microscopia ad alta risoluzione, spettroscopia e apprendimento automatico, i ricercatori stanno analizzando il biossido di titanio drogato con cromo e azoto, insieme ai rivestimenti ottenuti tramite ossidazione a micro-arco. Questo approccio consente di determinare sia le strutture cristalline medie sia difetti locali specifici, quali i vuoti di ossigeno e le caratteristiche planari. In definitiva, il progetto intende far progredire la nostra comprensione fondamentale delle relazioni struttura-funzione nella progettazione di materiali funzionali innovativi.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Contributo netto dell'UE
€ 251 578,56
Indirizzo
HOGSKOLERINGEN 1
7491 Trondheim
Norvegia
Regione
Norge Trøndelag Trøndelag
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)