Tytuł projektu Fazy topologiczne w jednowymiarowych układach atomowych
Kierownik projektu prof. dr hab. Mieczysław Jałochowski
Numer xxx
Źródło finansowania Narodowe Centrum Nauki
Kwota dofinansowania 720 160 PLN
Okres realizacji  

 

Opis projektu

W miarę postępowania miniaturyzacji elementów elektronicznych napotykane są kolejne bariery technologiczne związane nie tylko z technologią ich wytwarzania ale także z drastycznymi zmianami ich właściwości wynikającymi z dominacji efektów kwantowych. Problem ten nabiera szczególnego znaczenia w jedno-wymiarowych (1D) nanostrukturach. W wielu przypadkach, także udokumentowanych własnym publikacjami zespołu, atomy metali nakładane metodami Technologii Molekularnej Epitaksji (MBE) samoistnie tworzą na schodkowych (wicynalnych) powierzchniach monokryształów atomowe łańcuchy. Z punktu widzenia ewentualnych zastosowań atomowy łańcuch może być uznany za graniczny przypadek przewodnika prądu elektrycznego, łączącego nanometrowe elementy elektroniki przyszłości.

Celem projektu jest doświadczalne i teoretyczne zbadanie zachowania się 1D stanów topologicznych w atomowych łańcuchach wytwarzanych na wicynalnych i płaskich powierzchniach półprzewodnikowych kryształów. Badania będą prowadzone w celu poznania i zrozumienia mechanizmów fizycznych rządzących procesami pojawiania się w nich nietrywialnej fazy topologicznej. Zostanie określone, jak można wytwarzać i kontrolować stany topologiczne w układach 1D. Tablice takich łańcuchów atomowych na różnych powierzchniach stanowić będą nowy rodzaj materiału o niezwykle ciekawych właściwościach elektrycznych. Spodziewamy się, że obecność stanów topologicznych w atomowych łańcuchach i układach łańcuchów wpłynie korzystnie na powierzchniowe przewodnictwo elektryczne w takich układach.

Podczas realizacji projektu wykonywane będą obliczenia właściwości elektronowych topologicznych łańcuchów atomowych z zamiarem określenia, dla jakich podłoży i w jakich warunkach pojawią się stany topologiczne w łańcuchach atomowych. Proponowane teoretyczne prace będą miały za cel znalezienie układów atomowych przejawiających tzw. spinowe oscylacje Friedela oraz indukowane stany topologiczne. Unikalna aparatura w postaci mikroskopu tunelowego (STM) z rozdzielczością spinową i sił atomowych (AFM), pracujących w warunkach ultra-wysokiej próżni i temperaturze ciekłego helu (4,2K), pozwoli na obserwację łańcuchów atomowych i pojedynczych atomów, na manipulowanie atomami i na określenie lokalnej struktury elektronowej w miejscu każdego atomu.

Proponowane w projekcie badania mają charakter nowatorski ponieważ do tej pory nie wytworzono 1D izolatora topologicznego na modyfikowanych powierzchniach wicynalnych z wykorzystaniem m.in. mechanizmów samoorganizacji nanostruktur. Proponowane w projekcie badania pozwolą określić naturę nietrywialnych stanów w łańcuchach atomowych a poznanie ich właściwości elektronowych i elektrycznych znacząco przybliży potencjalne możliwości aplikacyjne. Mogłyby one być wykorzystane w spintronice, komputerach kwantowych czy ultraszybkiej komunikacji pom

 

 

 

We use cookies on our website. Some of them are essential for the operation of the site, while others help us to improve this site and the user experience (tracking cookies). You can decide for yourself whether you want to allow cookies or not. Please note that if you reject them, you may not be able to use all the functionalities of the site.

Ok