Description du projet
Exploiter la dissipation nanomécanique dans un pendule miniature pour caractériser les matériaux
De nombreux phénomènes présents à l’échelle macroscopique peuvent être exploités à l’échelle nanoscopique pour étudier la physique des matériaux classiques et quantiques. Les instruments de microscopie à force atomique (AFM) à pointe oscillante offrent cette possibilité. Le projet ULTRADISS, financé par l’UE, exploite l’AFM pendulaire ultra-sensible et sa dissipation nanomécanique dans la spectroscopie de dissipation. S’appuyant sur de précédents résultats innovants examinant les effets structurels, électroniques et magnétiques dans des solides classiques en 3D à l’état d’équilibre, l’équipe envisage d’étendre la méthodologie pour étudier des effets bien plus faibles causés par des perturbations de non équilibre, des nanomanipulations et des effets quantiques.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-ADG
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ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
4051 Basel
Suisse