 |
 |
|
Existing applicants/evaluators log in here
|
|
Cooperability
| Project leader |
Tutiš Eduard |
| Project co-leader: |
Laszlo Forro, Neven Barišić, Ana Smontara |
| Administering organization: |
Institut za fiziku, Zagreb
1062125 HRK Demanded from UKF
536550 HRK Matching fond
1598675 HRK Total project value
|
| Partner Institution/Company: |
EPFL, Lausanne, Switzerland; Physikalisches Institut, U. Stuttgart, Germany |
| Grant type: |
1B |
| Project title: |
New electronic states driven by frustration in layered materials |
| Project summary: |
In last few decades the layered materials have emerged as the dominant source of new electronic states of matter. These materials are also known to show superconductivity at exceptionally high temperatures, high thermoelectric power, and a variability of chemical composition that comes from the ability to intercalate various atoms and molecules between layers. Ultimately, this proved them useful (e.g. for batteries) and promising from the technological standpoint, regarding the storage, the conversion and the transport of energy. This project aims at new insights into the origin of novel electronic phases through comparative study of layered materials with puzzling similarities, with the prospect of guiding a new cycle in material developments. The subjects of research are several types of layered materials where the frustration in spin or/and charge sector act as primary reason for the exceptional nature of the electronic states. The competition between homogeneous and inhomogeneous states is the main feature there, while the density wave, Mott state, and superconductivity are examples of the sub-phases. The materials include several transition-metal dichalcogenides, intercalated by atoms and molecules that affect their magnetic and charge structure, pnictides, and some material where their structural arrangement favor frustration (e.g. kagome lattice). The project emphasizes on inorganic materials with rather simple crystal structure, at the verge of metallicity. The scientific goal is to investigate the parallels between materials, and their mechanisms of the competition, coexistence, and/or cooperation between different electronic phases. The project includes the researchers from Croatia, Switzerland (Lausanne), and Germany (Stuttgart). The experimental research will be conducted through a battery of methods accessible to partners, and partly extended through their other collaborations. In the theoretical part, the new methods appropriate to frustrated materials at the border towards inhomogeneity will be developed.The second goal is to advance the experimental potential and theoretical expertise in Croatia. The high pressure facility (up to 30 GPa) for transport investigations in the magnetic field, in a wide temperature range will be installed. In this pressure range the quantum phase transitions occur in many inorganic layered structures. This powerful combination of pressure and magnetic field measurements will be achieved by upgrading from the current setup to new cells based on non-magnetic material. On the theoretical side, existent many-body methods will be supplemented by ab initio calculations of the electronic structure for new materials, aiming at faster and independent way of developing effective electronic models.
|
| Hrvatski sažetak: |
Nova elektronska stanja potaknuta frustracijom u slojastim materijalima
Slojasti materijali su se zadnjih desetljeća izdvojili kao dominantni izvor novih elektronskih stanja materije. Između ostalog, ti materijali se ističu supravodljivošću na naročito visokim temperaturama, visokim termo-električnim učinkom, te prilagodljivošću kemijske i prostorne strukture kroz interkalaciju atoma i molekula u prostor između slojeva.
Sve to ih čini i tehnološki iznimno zanimljivim (npr. u litij-ion
baterijama) i obećavajućima u područjima skladištenja, konverzije ili transporta energije.
Ovaj projekt predviđa istraživanja u novom smjeru koji bi, prema našoj procjeni, mogao dati ključne uvide u nastajanje novih elektronskih faza i stimulirati novi ciklus razvoja materijala.
Predviđena su istraživanja na većem broju slojastih materijala za koje se pretpostavlja da je frustracija u spinskom ili/i nabojnom sektoru glavni izvor posebnosti elektronskih stanja. Natjecanje između homogenog i nehomogenog stanja glavna je posebnost ovih materijala, a stanja valova gustoće, Mottovo i supravodljivo stanje su primjeri podfaza u nehomogenom stanju. Konkretni materijali uključuju dihalkogenide prijelaznih metala, interkalirane s atomima ili molekulama radi mijenjanja njihove magnetske i nabojne strukture, pnictide, te neke nove materijale sa strukturnom organizacijom (npr. kagome rešetka) koji pogoduju frustraciji. Težište je na anorganskih materijalima relativno jednostavne kristalne strukture, na novima izvedenicama iz poznatih materijala, te na novim materijalima.
Znanstveni cilj projekta je proučiti mehanizme natjecanja i/ili pomaganja između različitih elektronskih faza. U konačnom, na osnovi paralela među studiranim materijalima, želimo naći smjernice za potragu za novim materijalima bitno poboljšanih svojstava, te takve ideje testirati. Projekt uključuje grupe u Hrvatskoj, Švicarskoj (Lausanne) i Njemačkoj (Stuttgart). Eksperimentalna istraživanja provodila bi se kroz bateriju metoda koje su partnerima na raspolaganju. U teorijskom dijelu istraživanja bi se razvile nove metode primjerene frustriranim sustavima na rubu nehomogenosti.
Drugi cilj projekta je unaprijediti eksperimentalnu i teorijsku ekspertizu grupa u Hrvatskoj, uz zaokruživanje pojedinih eksperimentalnih i teorijskih istraživačkih cjelina. Projekt podrazumijeva unapređenje metode mjerenja transportnih svojstava pod tlakom i u magnetskom polju u Zagrebu, uz prijenos znanja u tom području s partnerskih institucija. Teorijske metode koje su do sada razvijane i korištene u Zagrebu dopunile bi se ekspertizom u ab initio računima elektronske strukture. Svrha toga je što brže i nezavisno razvijanje efektivnih modela za nove materijale, za potrebe proučavanja korelacija i nestabilnosti koje ab initio računi ne uzimaju u obzir.
Uz navedeno, projekt očigledno služi jačanju suradnje hrvatskih znanstvenika u domovini i inozemstvu. On predstavlja i tematsko, metodološko i organizacijsko uključivanje u napredna istraživanja u vrhunskim europskim centrima, uz perspektivu daljnjeg ojačanja te suradnje kroz šire europske istraživačke pothvate i projekte.
|
| Amount requested from UKF: |
823.050,00 HRK |
| Amount of matching funding: |
536.550,00 HRK |
|
|
|
