Descripción del proyecto
La disipación nanomecánica en un minipéndulo como herramienta para caracterizar materiales
Muchos fenómenos que ocurren a macroescala se pueden emplear a nanoescala para investigar la física de los materiales clásicos y cuánticos. Los microscopios de fuerza atómica (AFM, por sus siglas en inglés) basados en una punta oscilante ofrecen esa posibilidad. El proyecto ULTRADISS, financiado con fondos europeos, va a utilizar AFM ultrasensibles de péndulo y su disipación nanomecánica en la espectroscopia de disipación. Al aprovechar resultados pioneros anteriores sobre el efecto magnético, electrónico y estructural en sólidos de tres dimensiones en equilibrio, el equipo planea ampliar la metodología para estudiar efectos mucho más débiles causados por efectos cuánticos, nanomanipulaciones y perturbaciones fuera de equilibrio.
Objetivo
Dissipation spectroscopy: Nanomechanical dissipation, experienced by oscillating tip-based Force Microscopy (AFM) instruments, provides an innovative probe of the physics of classical and quantum materials, solids, surfaces. My group made, in the last decade, well-recognized experimental and conceptual advances by exploiting and adapting advanced AFM techniques, especially the ultra-sensitive pendulum-AFM, (p-AFM, dissipation sensitivity ~0.1 aW, force sensitivity ~ 10-12N) detecting collective phenomena and phase transitions including structural, electronic, magnetic. This dissipation spectroscopy was applied so far mostly at the equilibrium physics of 3D classical solids.
The challenge: I propose to extend nanomechanical dissipation spectroscopy to pick up much weaker effects caused by non-equilibrium perturbations, by nanomanipulations, and by quantum effects in carefully picked case studies. Such as measuring the imperceptible wind force exerted on a noncontact tip by a thermal or electrical current in the surface below, or the minute mechanical cost of creating and dismantling a single spin Kondo state, or a topological surface state.
Risks, benefits, relevance: None of this was done before, so despite our experience and good feasibility estimates there is some risk. The benefits however will be substantial. Thermal and electrical migration of defects and impurities is important in materials, and electrical contacts. The dragging, peeling, sensing of 2D systems like graphene nanoribbons and twisted bilayers is hot. And quantum dissipation is pertinent to the limiting factor of quantum information processes. To do all this by nanomechanics will be unique.
The opportunity: My group is ready to put its expertise in these exciting new problems, once I can through an Advanced Grant secure the instrumental and experimental human resources, as well as the theoretical support of additional beneficiary SISSA, indispensable in such a frontier context.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. La clasificación de este proyecto ha sido validada por su equipo.
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-ADG - Advanced GrantInstitución de acogida
4051 Basel
Suiza