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Probing topological valley currents by angular layer alignment in van der Waals heterostructures

Descrizione del progetto

Il controllo angolare dello strato bidimensionale fornisce un nuovo percorso per la valleytronica

In molti materiali 2D, gli elettroni non solo possiedono carica e spin, ma mostrano anche un’insolita caratteristica quantistica nota come valle. Mentre la spintronica sfrutta lo spin dell’elettrone per memorizzare, manipolare e leggere i bit di informazione, il campo emergente della valleytronica svolge compiti simili utilizzando l’estremo multiplo della struttura della banda. Il progetto TWISTRONICS, finanziato dall’UE, cercherà di capire come controllare e ingegnerizzare questi stati elettronici della valle e le transizioni di fase nelle eterostrutture di grafene e nitruro di boro, controllando un nuovo grado di libertà, l’allineamento cristallografico. La comprensione di questi stati è molto importante per lo sviluppo delle future tecnologie quantistiche.

Obiettivo

The relative angular alignment between the stacked 2D layers of a van der Waals (vdW) heterostructure can dramatically alter its fundamental properties. A striking example is the recent observation of strongly correlated states and intrinsic superconductivity in twisted bilayer graphene. Another remarkable effect of angular layer alignment predicted for certain vdW heterostructures is the emergence of phases of matter with non-trivial topological properties, where charge carriers flow without dissipation, being protected against perturbations. In graphene aligned with boron nitride (BN), such a phase has been predicted, with topological protection linked not to the spin, as commonly observed, but rather to the valley degree of freedom. However, due to the scarcity of experimental tools to demonstrate this topological protection, or tune the transition between topologically trivial and non-trivial phases, the few experimental observations available remain inconclusive.
The objective of TWISTRONICS is to contribute, with fundamental concepts, to future advancements of valleytronics, where the control over the valley degree of freedom is used for technological developments including quantum technologies. To reach this goal I propose a novel approach using dynamically rotatable heterostructures, combined with Berry curvature and real-space supercurrents distribution measurements, to tune and investigate the topological phases driven by crystal alignment on graphene/BN structures. This powerful triad will allow a rigorous investigation of the valley electronic states and phase transitions of this system, answering two important questions: i) What are the characteristics, origin and topology of the valley currents previously measured in graphene/BN aligned structures; and ii) how the valley currents and electron topology can be controlled by crystal axes alignment. This will trace a practical route to investigate and design topological phases in other vdW structures.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-STG - Starting Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 499 543,00
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 499 543,00

Beneficiari (1)

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