Description du projet
Sur la voie de la conception de supraconducteurs à température ambiante, un atome à la fois
Les supraconducteurs forment un groupe diversifié de matériaux comprenant des métaux, des céramiques, des matériaux organiques et des semi-conducteurs fortement dopés, dans lesquels les électrons sautent d’atome en atome sans rencontrer de résistance. Malgré leur diversité, elles représentent des énigmes insaisissables, difficiles à concevoir, en particulier celles qui présentent une supraconductivité à des températures faciles à atteindre avec des procédés simples. Le projet DESIQM, financé par l’UE, développe une technique révolutionnaire pour créer des interactions électroniques ajustables. Le paradigme de conception ascendante atome par atome permettra de surmonter pour la première fois d’importants obstacles et ouvrira la voie à la conception de supraconducteurs à température ambiante à partir de métamatériaux quantiques en interaction.
Objectif
Despite intense research activity, most new superconductors are discovered by chance, rather than by deliberate design. Consequently, they have limited tunability, which has plagued progress towards a room-temperature demonstration. In particular, electron interactions are extremely challenging to tune, but are assumed to be vital in most high-temperature superconductors. Here I introduce a new paradigm for the bottom-up fabrication of custom-designed superconductors, called interacting quantum metamaterials. These metamaterials are precisely constructed, one atom at a time, using a scanning tunneling microscope. They inherit tunable, strong electron interactions from their unique substrate: a topological Kondo insulator (TKI). A TKI substrate neatly overcomes the two impediments for interacting quantum metamaterials: it hosts quasiparticles that move slow enough to interact with one another, and it is a true topological bulk insulator, which electrically confines these quasiparticles to the surface, where they are easily accessed and manipulated. By rearranging surface atoms, I will create metamaterial geometries that localize these novel TKI surface quasiparticles in order to mimic the parent state of many high-temperature superconductors, a Mott-like insulator. Then, I will adjust the electron concentration by tip-induced electrostatic gating and behold the onset of superconductivity in a fully tunable experimental platform. These results will open a new path to room-temperature superconductors, leading to highly efficient power transmission and storage, which can reduce CO2 emissions and slow climate change.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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OX1 2JD Oxford
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