Opis projektu
Wykorzystanie rozpraszania nanomechanicznego w miniaturowym wahadle do ustalania charakterystyki materiałów
Wiele zjawisk występujących w makroskali można wykorzystać w nanoskali do badania fizyki materiałów klasycznych i kwantowych. Umożliwia to między innymi mikroskopia sił atomowych (AFM) wykorzystująca oscylujące ostrze. Finansowany przez UE projekt ULTRADISS wykorzystuje ultraczułe wahadło-AFM i jego nanomechaniczne rozpraszanie w spektroskopii rozpraszającej. Bazując na wcześniejszych pionierskich wynikach badań efektów strukturalnych, elektronicznych i magnetycznych w klasycznych ciałach stałych 3D w stanie równowagi, zespół planuje rozszerzyć metodologię do badania znacznie słabszych efektów spowodowanych przez nierównoważne perturbacje, nanomanipulacje i efekty kwantowe.
Cel
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.
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 tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
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 tego projektu została potwierdzona przez zespół projektowy.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
4051 Basel
Szwajcaria