Opis projektu
Racjonalne projektowanie materiałów „wykraczających poza grafen” umożliwi tworzenie innowacyjnych urządzeń
Grafen, czyli pojedyncza warstwa atomów węgla ułożonych w siatkę w kształcie plastra miodu, został odkryty w 2004 roku. Za odkrycie tego cudownego materiału w 2010 roku przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Od tego czasu odkryto tylko cztery kolejne materiały należące do rodziny grafenów, z których żaden nie ma tak wąskiego pasma przewodnictwa jak komercyjny krzem. W ramach finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu BEGMAT opracowana zostanie kompleksowa strategia tworzenia w kontrolowany sposób materiałów „wykraczających poza grafen”. Będzie opierać się na kowalencyjnej chemii organicznej z łatwo dostępnych prekursorów niezawierających metali i krytycznych surowców. Projekt ma także na celu wyjaśnienie zależności między strukturą a właściwościami nowych materiałów. Badania przyniosą także wiedzę niezbędną do rozwoju warstwowych materiałów funkcjonalnych i procesów wykorzystywanych do produkcji urządzeń.
Cel
There is an apparent lack of non-metallic 2D-matrials for the construction of electronic devices, as only five materials of the “graphene family” are known: graphene, hBN, BCN, fluorographene, and graphene oxide – none of them with a narrow bandgap close to commercially used silicon. This ERC-StG proposal, BEGMAT, outlines a strategy for design, synthesis, and application of layered, functional materials that will go beyond this exclusive club. These materials “beyond graphene” (BEG) will have to meet – like graphene – the following criteria:
(1) The BEG-materials will feature a transfer of crystalline order from the molecular (pm-range) to the macroscopic level (cm-range),
(2) individual, free-standing layers of BEG-materials can be addressed by mechanical or chemical exfoliation, and
(3) assemblies of different BEG-materials will be stacked as van der Waals heterostructures with unique properties.
In contrast to the existing “graphene family”,
(4) BEG-materials will be constructed in a controlled way by covalent organic chemistry in a bottom-up approach from abundant precursors free of metals and critical raw materials (CRMs).
Moreover – and unlike – many covalent organic frameworks (COFs),
(5) BEG-materials will be fully aromatic, donor-acceptor systems to ensure that electronic properties can be addressed on macroscopic scale.
The potential to make 2D materials “beyond graphene” is a great challenge to chemical bond formation and material design. In 2014 the applicant has demonstrated the feasibility of the concept to expand the “graphene family” with triazine-based graphitic carbon, a compound highlighted as an “emerging competitor for the miracle material” graphene. Now, the PI has the opportunity to build a full-scale research program on layered functional materials that offers unique insights into controlled, covalent linking-chemistry, and that addresses practicalities in device manufacture, and structure-properties relationships.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- inżynieria i technologiainżynieria materiałowakryształy
- inżynieria i technologiananotechnologiananomateriałynanostruktury dwuwymiarowegrafen
- inżynieria i technologiainżynieria śodowiskagórnictwo i obróbka minerałów
- nauki przyrodniczenauki chemicznenauka o polimerach
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria informacyjnatelekomunikacjatelefony komórkowe
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
10117 Berlin
Niemcy