Projekti / Programi
Razvoj "pravega" topološkega izolatorja na osnovi Bi2Se3 z visoko 3D upornostjo
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.10 |
Tehniške in tehnološke vede |
Nanotehnologija |
topološki izolatorji, 2D kristalne strukture, strukturne napake, elektronski transportni pojavi, spintronska tehnologija,
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
07. maj 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
284 |
9.762 |
9.329 |
32,85 |
| Scopus |
292 |
10.784 |
10.317 |
35,33 |
Raziskovalci (3)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
34949 |
dr. Mattia Fanetti |
Materiali |
Raziskovalec |
2021 - 2024 |
145 |
| 2. |
32783 |
dr. Sandra Gardonio |
Materiali |
Raziskovalec |
2021 - 2024 |
82 |
| 3. |
11991 |
dr. Matjaž Valant |
Materiali |
Vodja |
2021 - 2024 |
608 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
1540 |
Univerza v Novi Gorici |
Nova Gorica |
5920884000 |
14.089 |
Povzetek
Topološki izolatorji (TI), kot je Bi2Se3 s kristalno strukturo tetradimita, so izolatorji, vendar imajo na svoji površini zaščitena prevodna stanja, imenovana topološka površinska stanja (TSS). TSS so spinsko polarizirana in zato zelo zanimiva za uporabo v nizkoenergijskih elektronskih, spintronskih in plazmonskih tehnologijah, pa tudi za kvantno računalništvo in katalizo. Glavna težava, ki trenutno ovira uporabo TI materialov v teh tehnologijah, je to da dejansko izkazujejo n-tip prevodnosti zaradi prisotnosti napak (pretežno točkovnih anionskih praznin). Zaradi tega se v kristalu pojavlja nepolariziran električni tok, zaradi česar so bolj podobni slabi kovini kot izolatorju. Doseganje površinsko prevladujočega polariziranega toka je ključnega pomena za napredne tehnologije, ki temeljijo na TI. To je za sedaj še nerealiziran cilj, ki ga želimo doseči v okviru tega projekta z uporabo inovativnega pristopa – t.i. zlate črpalke - za zmanjšanje koncentracije napak in povečanje skupnega upora Bi2Se3 proti Motovi meji (3 · 10-4 cm-3) in z preučevanjem struktur lokalnih napak v modificiranih kristalih TI na osnovi Bi2Se3, da bi razumeli alternativne pristope, ki jih je mogoče uporabiti za povečanje skupnega upora. Tako imenovana zlata črpalka je postopek naknadne obdelave, ki smo ga razvili v laboratoriju prijavitelja projekta na podlagi študij kemijske interakcije med Au in Bi2Se3. Pokazalo se je, da zlato, naneseno na površino Bi2Se3, ponavadi potegne nekaj Bi iz kristala v zlitino Au-Bi. Znotraj kristala Bi2Se3 ta postopek ustvari prazna Bi mesta, ki se zlahka anihilirajo s Se prazninami in zato zmanjšajo raven dopiranja n-tipa. Preučeni bodo ne samo postopek t.i. zlate črpalke, temveč tudi alternativni pristopi za zmanjšanje gostote točkovnih napak, kot so izovalentna substitucija za povečanje energije nastajanja praznin, aliovalentna substitucija za kompenzacijo naboja in nove tehnike hidrotermalne sinteze. Vsi ti pristopi bodo podprti s sinhrotronskimi študijami površinskih elektronskih struktur in transportnimi meritvami, vključno z Hallovimi meritvami za določitev koncentracij nosilca naboja. Pomembna prednost tega projekta je, da bomo nadgradili procesne študije z novimi znanji o kristalografiji in dinamiki točkovnih napak, pridobljenih z najsodobnejšo mikroskopijo. Celosten pristop k analizi strukturnih napak z elektronsko žarkom, kemičnega okolja in dinamike napak bo uporabljen in razvit v partnerski instituciji v Švici (EPFL) za 3D in 2D sisteme na osnovi Bi2Se3, proizvedenega v Sloveniji. Pričakujemo, da bo ta predlagani projekt prinesel dragocene rezultate na področju kemije napak tetradimitov. To novo znanje bomo uporabili za razvoj novih tehnik obdelave in naknadne obdelave za zmanjšanje koncentracije točkovnih napak Bi2Se3 proti Motovi meji. Končni cilj projekta je pripraviti pravi topološki izolator z pravim izolacijskim karakterjem kristalne strukture, ki bo omogočil nadaljnji napredek v razvoju naprav na osnovi TI, ki se sedaj srečuje s težavami zaradi povečane prevodnosti.
