Descripción del proyecto
Un nuevo espectrómetro con una resolución sin precedentes arroja luz sobre las excitaciones fundamentales
La física de la materia condensada es un campo próspero que se ocupa de las propiedades fundamentales de la materia. Estas incluyen las propiedades térmicas, elásticas, eléctricas, magnéticas y ópticas, que son de interés en materiales desde la macroescala hasta la nanoescala. Los mayores retos se plantean en el extremo más pequeño del espectro, donde la resolución de los instrumentos de medición limita los hallazgos. El proyecto MORE-TEM, financiado con fondos europeos, está desarrollando un espectrómetro innovador. Arrojará luz sobre propiedades actualmente inaccesibles relacionadas con la dispersión y la vida de los fonones, plasmones y excitones en los nanomateriales. La información obtenida permitirá manipular y controlar mejor las propiedades de los nanomateriales mediante un diseño racional para un sinfín de aplicaciones de relevancia socioeconómica.
Objetivo
A major mission of condensed-matter physics is to understand material properties via the knowledge of the energy vs. momentum (q) dispersion and lifetime of fundamental excitations. Unfortunately, none of the available techniques can be applied to emerging nanomaterials: inelastic x-ray scattering & electron energy loss spectroscopy (EELS) in reflection lack the spatial resolution whereas EELS in transmission electron microscopy lacks the needed combined spatial, energy & q-resolution. In MORE-TEM, we develop a new spectrometer enabling to map excitations q-resolved with 0.01 Å-1 resolution and q-averaged down to atomic level, at unprecedented 1 meV energy resolution and at variable temperature between 700K & 4K. This breakthrough is possible by bringing together our synergy group with complementary skills in electron microscopy, electron optics, experimental & theoretical spectroscopy. This opens the so-far unexplored possibility to investigate dispersion and lifetime of phonons, plasmons & excitons in nanomaterials including (organic) molecules, 1D nanotubes, 2D materials, heterostructures & nanocrystals in minerals with a few nm of lateral resolution on samples as thin as an atomic monolayer. Mapping out the spatial and q-landscape of primary excitations will allow us to gain control on quantum phases, like charge-density waves and superconductivity, to engineer new materials for energy (e.g. batteries), (opto-)electronic devices in (organic) electronics, and to model the physical and chemical properties of natural geological systems. This will hugely impact a wide range of applications in physics, chemistry, engineering, as well as in environmental-, geo- & material science. MORE-TEM not only implements features of a large scale facility on a cheaper table-top instrument, but it also pushes q-resolved spectroscopy to the realm of the nanoscale, providing thus a fundamentally new & unique infrastructure for the characterization and optimisation of nanomaterials.
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.
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Palabras clave
Programa(s)
Tema(s)
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-SyG
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaRégimen de financiación
ERC-SyG - Synergy grantInstitución de acogida
1010 Wien
Austria