Projecten

Abstract

Sinds de ontdekking van supergeleiding bij hoge temperaturen eind jaren tachtig hebben cuprate supergeleiders enorme aandacht genoten in de literatuur. Van één van dergelijke materialen, Bi2Sr2CaCu2O8+δ (BSCCO), is aangetoond dat het zijn supergeleidende toestand behoudt tot in de 2Dlimiet van een enkele monolaag, wat vervolgens kan worden gebruikt om functionele 2,5-dimensionale heterostructuren te ontwerpen. Dankzij de d-golf paringssymmetrie vertoont een gedraaide dubbellaag van BSCCO-monolagen bijvoorbeeld topologische supergeleiding met gebroken tijdomkeersymmetrie voor sommige specifieke waarden van de twisthoek, wat veelbelovend is voor de ontwikkeling van nieuwe supergeleidende apparaten voor toepassingen in geavanceerde communicatiesystemen en kwantumcomputers. Voorbij de 2D-limiet kunnen BSCCO-heterostructuren worden geconstrueerd om een supergeleidend diode-effect te vertonen tot een hoge kritische temperatuur, waardoor hun gebruik in andere fundamentele supergeleidende elektronica mogelijk wordt. Het overkoepelende thema van dit gezamenlijke doctoraat is het bieden van multischaalmodellering van geselecteerde supergeleidende elektronische apparaten, waarbij laatstgenoemde BSCCO-systemen onder invloed van aangelegd magnetisch veld en elektrische stroom het belangrijkste geselecteerde voorbeeld zijn voor het zes maanden durende onderzoeksverblijf van de student in Antwerpen. Dankzij de recent tot stand gekomen samenwerking in China en India hebben we toegang gekregen tot experimentele gegevens over 2,5D BSCCO-systemen. In dit project zullen deze gecombineerd worden met numeriek op maat gemaakte eigenschappen, gericht op het optimale ontwerp van geselecteerde elektronische apparaten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De fabricage en het ontwerp van metallische nanodeeltjes (ND's) kende de afgelopen jaren enorme vooruitgang waardoor een scala aan toepassingen mogelijk zijn geworden. De meeste zijn gebaseerd op warmtetransport door middel van de plasmonische eigenschappen van de ND's, onder blootstelling aan licht kunnen geleidende elektronen aan het oppervlak geactiveerd worden die de ND's opwarmen met warmtetransport naar de (biologische, chemische of medische) omgeving van de ND's tot gevolg. Vaak wordt over het hoofd gezien dat de ND's structureel veranderen onder zulke foto-thermische excitaties. Het is daarom van cruciaal belang om de stabiliteit en het gedrag van de metallische ND's bij verhoogde en verdeelde temperatuur te begrijpen. Dat is het hoofddoel van dit project, waarbij de focus ligt op mono- en bimetallische Au en Ag ND's. Hiervoor moet de atomaire structuur van de ND's bepaald worden, waarbij men verder moet kijken dan het computationeel intensieve density-functional theory (DFT). Hiervoor zal machine learning worden gebruikt om de Au en Ag interatomaire potentialen te trainen gebaseerd op DFT-data om zo aanzienlijk sneller en accuraat de relaxatie van de vorm en structuur van het ND uit te voeren. De iteratieve koppeling van de verkregen morfologie met ruimtelijk variërende optische en thermische respons is een ontwikkeling die ons in staat zal stellen om de ND's voorspellend aan te passen onder blootstelling aan opwarming en licht, voor alle gewenste doeleinden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Sevik Cem
• Mandaathouder: Vlahovic Jovana

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De supersolide, een contra-intuïtieve kwantumtoestand waarin een rigide rooster van deeltjes zonder weerstand stroomt, staat al lang in de belangstelling, maar is tot op heden niet ondubbelzinnig gerealiseerd. Er zijn alternatieve benaderingen voorgesteld voor Chesters eerste idee van supersolide, waarbij binnen het macroscopische condensaat elk deeltje door sterke afstoting wordt gelokaliseerd op een roostersite. Deze omvatten periodieke dichtheidsgemoduleerde supervloeistoffen of clusters van condensaten die zijn waargenomen in koude atoomgassen. Onlangs hebben we een supersolide onthuld in dubbellaag heterostructuren met inter-laag excitonen: elektronen in een laag, gepaard met gaten, in een andere geïsoleerde laag. Deze supersolide is van het Chester-type met één exciton per site, en bestrijkt een breed scala aan inter-laag afstanden binnen het bereik van de experimentele mogelijkheden, maar buiten de focus van recente experimenten. In dit project, willen wij voor om theoretisch te onderzoeken hoe het bestaan ??en de stabiliteit van een excitonische supersolide kan worden gecontroleerd en verbeterd, door het fasediagram met alle supersolid-fasen te leveren. Door de inter-laag afstand (lengte van de exciton-dipool) en de exciton-dichtheid van het systeem te regelen, kunnen wij de exciton-repulsie aanpassen om de supersolide te stabiliseren met betrekking tot de andere excitonische fases en rijke nieuwe fenomenen onderzoeken dicht bij de faseovergangen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Tempere Jacques
• Mandaathouder: Conti Sara

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Moderne Artificiële Intelligentie (AI) maakt gebruik van artificiële neurale netwerken die de functionaliteit van het menselijk brein proberen te imiteren door middel van een reeks onderling geconnecteerde nodes, die de rol van artificiële neuronen spelen, en die mogelijk de manier waarop wij met technologie omgaan zullen revolutioneren. De meest robuuste hedendaagse artificiële neurale netwerken worden geconstrueerd via gepaste software modellen voor besturing de CMOS hardware. De manier waarop een computer berekeningen uitvoert verschilt, echter, significant van hoe het menselijk brein informatie verwerkt. Een prominent alternatief zijn fysische systemen gebaseerd of golven, waar recent voor is aangetoond dat ze kunnen opereren als neurale netwerken, en waarin interferentie patronen van de voortbewegende golven leiden tot de realisatie van een alle-tot-alle onderlinge connectie tussen infopunten in het systeem, waarbij de rijke niet-lineaire dynamica die de actie van artificiële neuronen imiteert kan gebruikt worden, door het verstrooien en recombineren van ingestuurde golven, om de meegedragen informatie te extraheren. In het bijzonder worden spin-golven (magnonen) in magnetische filmen gezien als een veelbelovende kandidaat voor praktische toepassingen, door hun laag energieverbruik, hun sterke niet-lineariteit die voorkomt uit de magnetisatie dynamica, en de reeds vastgestelde mogelijkheden voor het schalen en integreren van magnetische nanostructuren. Spin golven worden reeds gebruikt voor het uitvoeren van logische operaties, en recent is er ook progressie gemaakt voor de ontwikkeling van magnonische artificiële intelligentie met onderzoek naar verschillende nano-ontworpen magnon verstrooiingsreservoirs. Vooraleer het volledige potentieel van deze ideeën kan worden benut, moet men spin-golven in nanostructuren precies kunnen manipuleren, een uitdaging waar een onmiddellijke vooruitgang noodzakelijk is ten behoeve de ontwikkeling van functionele magnonische apparaten. In dit project, dragen we magnonica in de snel opkomende 2D magnetische materialen voor als een geschikt platform voor neuromorfe en reservoir-gebaseerde rekentoepassingen. De magnetische eigenschappen van deze atomair-dunne, kristallijne materialen zijn extreem gevoelig aan elektromechanische manipulatie door bijvoorbeeld rooster strain of deformatie, het aanleggen van een spanning, atomistisch patroon van defecten en/of het stapelen van lagen en heterostructurering. Bovendien zijn, door de recente observaties van hoge-frequentie terahertz (THz) spin-golven in monolaag CrI3, en kamertemperatuur ferromagnetisme in verschillende andere materialen, alle ingrediënten beschikbaar voor het gebruik van 2D magnetische materialen als een technologisch platform voor spin-golf-gebaseerde neuromorfe rekentoepassingen. Dit gezegd zijnde, is er een aanzienlijke achterstand op gebied van theoretische inzichten en reële simulaties in dit onderzoeksveld, wat we in dit project trachten recht te trekken. We zullen verschillende strategieën ontwikkelen om magnonische excitaties en hun voortplanting in een selectie van 2D materialen actief te kunnen manipuleren door middel van nano-ontworpen structurele en elektronische stimuli, en engageren ons om verschillende mogelijke realisaties van neuromorfe rekensystemen in zulke materialen in kaart te brengen, waarvoor we gedetailleerde recepten en in silico demonstraties zullen voorzien. Gegeven de nauwe overeenkomst tussen de data uit de simulatie omgeving en de meetbare grootheden in kristallijne 2D materialen, is het onomstotelijk dat onze resultaten en voorspellingen een inspiratiebron zullen zijn voor experimentele replicatie en verdere vooruitgang van magnonische technologie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Maciel de Menezes Rai
• Mandaathouder: Oliveira da Silva Jean Felipe

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Topologische isolatoren, waarvan Bi2Se3 de eerst-ontdekte en bekendste is, hebben een isolerende bulk en geleidende oppervlakken waardoor ze unieke en boeiende elektronische eigenschappen etaleren. Hun bijzondere oppervlaktetoestanden zijn beschermd door tijdsomkering symmetrie waardoor ze robuust zijn tegen perturbaties. Bijgevolg hebben topologisch isolatoren de voorbije jaren een enorme aandacht gegenereerd binnen de fysica van gecondenseerde materie, in het bijzonder door hun veelzijdige mogelijke toepassingen in kwantumtechnologieen. Dankzij de sterke spin-baan koppeling in deze materialen, leidt het aanleggen van een magnetisatie tot nieuwe (op andere manieren onbereikbare) kwantumtoestanden zoals 'anomalous Hall', axion isolator, en hogere Chern isolator toestanden, allen van groot fundamenteel belang. De toevoeging van magnetisatie aan topologische isolatoren wordt typisch bereikt via het doperen met magnetische (ad)atomen of het construeren van heterostructuren met magnetische adlagen. In deze zogenoemde magnetische topologische isolatoren, kan de tijdsomkering symmetrie aan de oppervlakken worden gebroken door de toegevoegde magnetisatie, zodat unieke topologische toestanden kunnen verschijnen, gekarakteriseerd door een gekwantiseerde conductie proportioneel aan het Chern getal. De afgelopen jaren stond de studie van toestanden met een Chern getal groter dan één op de voorgrond van het wetenschapelijk onderzoek dankzij hun potentiele toepassing in multi-kanaal kwantumcomputing en energie-efficiente elektronica (omdat hun resistiviteit en geassocieerde Joule verhitting wordt gereduceerd proportioneel met het Chern getal). Dit PhD-project voorziet een gedetailleerde theoretische beschrijving van deze opkomende nieuwe kwantumtoestanden in magnetische topologische isolatoren, met bijbehorende computationele karakterisatie in termen van stabiliteit en fase-overgangen als functie van de grootte en richting van de magnetisatie, aangelegd magnetisch veld, dikte van het staal, deformatie, of het aanleggen van een poortspanning. Dit onderzoek is gebaseerd op reeds gebouwde geavanceerde (stationair en transport) reële-ruimte simulaties van magnetische topologische systemen onder invloed van externe mechanische, elektrische en magnetische stimuli, gebruik makend van een tight-binding model, het Landauer-Buttiker formalisme en materiaal-specifieke ab initio data berekend in de 'host' onderzoeksgroep.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Shafiei Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Magnetische skyrmionen, topologische spintexturen op nanoschaal, zijn veelbelovend als informatiedragers voor de volgende generatie zuinige spintronische apparaten. Het verbeteren van hun dichtheid, stabiliteit en het gemak van hun creatie, manipulatie en detectie zijn de belangrijkste uitdagingen. De recente ontdekking van intrinsiek magnetisme in tweedimensionale (2D) van der Waals (vdW) materialen heeft de verwachtingen voor skyrmionische toepassingen sterk verhoogd. Het vermogen om eigenschappen van 2D-materialen af te stemmen door spanning, gating, heterostructurering, maakt ze een ideaal platform voor het beheersen van opkomende magnetische fasen, inclusief skyrmionen. De recentste experimentele waarneming van ferromagnetische skyrmionen in vdW-heterostructuren heeft de behoefte aan een skyrmionica-roadmap in 2D-materialen sterk doen toenemen, wat alleen theoretische simulaties kunnen bieden, en dat is het hoofddoel hier. Dit vraagt het ontwikkelen van een geavanceerde meerschalige methodologie om manipulaties in vdW-systemen in rekening te brengen, de fysica te begrijpen tot bij de bron van concurrerende magnetische interacties, en magnetische fasediagrammen van 2D-materialen te detailleren als functie van mechanische, structurele en elektronische vrijheidsgraden, evenals aangelegd magnetische veld en stroom. Onze roadmap zal ook gewenste antiferromagnetische skyrmionen bevatten, die skyrmionica in 2D-materialen verder tot het technologische summum kunnen brengen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Maciel de Menezes Rai

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De realisatie van het eerste tweedimensionale (2D) magnetische materiaal in 2017 heeft geleid tot een ware revolutie en ontdekking van verschillende andere 2D magneten. Dankzij hun atomaire dikte, bieden deze materialen gefaciliteerd planair transport van atomaire magnetische spin oscillaties - magnonen. Aangezien dat 2D materialen zeer vatbaar zijn voor manipulatie van hun eigenschappen door, o.a. een mechanische- of elektrische spanning of heterostructurering, bieden magnetische monolagen ons een uitstekend platform voor het ontwerp van 'magnonica' toepassingen die traditionele elektronica zouden kunnen overtreffen. Een opvallende tendens binnen het veld is dat er op experimenteel vlak extreem snel progressie wordt geboekt terwijl de theoretische kennis en vermogen vooralsnog achterophinken. Dit project beoogt daar verandering in te brengen door het ontwikkelen van een multi-schaal methodologie en het opstellen van een roadmap voor het bevordering van magnonica in atomair dunne spin systemen. Eerst zullen de microscopische magnetische 'exchange' interactie in prominente mono- en dubbellagen worden bestudeerd als functie van zowel externe stimuli als interne vrijheidsgraden. Achtereenvolgens zullen de resulterende magnetische spin configuraties en de propagatie, snelheid en frequentie van magnonische excitaties worden gekarakteriseerd, met het oog op de technologische toepassingen gebaseerd op precies controleerbare lange-afstand propagatie van magnonen met hoge frequenties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Bacaksiz Cihan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met de conventionele elektronica bijna aan zijn fysieke limieten, leidt de zoektocht naar technologie voor na het siliciumtijdperk tot een snelle vooruitgang in de magnonica, die eigenschappen van magnetische spingolven (magnonen) gebruikt voor het verzenden, bewaren en verwerken van informatie. In de zoektocht naar steeds kleinere en snellere apparaten, bestaat de uitdaging voor de magnonica erin om toepassingen te verkleinen tot een atomaire schaal en om schakelsnelheden te bereiken in de THz grootteorde. In beide gevallen bieden 2D magnetische materialen opportuniteiten voor verder onderzoek. De recente experimentele observatie van spingolven met THz frequenties, in combinatie met hun verhoogde gevoeligheid voor externe prikkels, maakt van 2D materialen een ideaal platform voor het ontwerp van magnonica. Wat dat laatste betreft is het moiré stappelen van 2D materialen (waar het moiré patroon stamt uit een rooster mismatch of een onderlinge draaiing) een recent verkende weg tot nieuwe functionaliteiten. De verwachting is dat het inprenten van een moiré patroon in een magnetisch materiaal zal leiden tot een overvloed aan nieuwe eigenschappen, zoals een controleerbare magnon propagatie, de formatie van magnonische kristallen en een niet-triviale magnonische dispersie – die verder manipuleerbaar zijn door externe velden en uitrekking van het materiaal – die het onderwerp zijn van dit exploratief project en zeer relevant voor de verdere ontwikkeling van magnonische circuits.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Soenen Maarten

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Waterstof is een hernieuwbare, niet-vervuilende energiedrager met hoge energiedichtheid en daarom krijgen de productie en het gebruik ervan de hoogste aandacht van beleidsmakers. De productie van waterstof met behulp van zonne-energie en fotokatalytische watersplitsing biedt zowel levensvatbare als milieuvriendelijke technologie. Om deze technologie naar een breed toepasbaar niveau te brengen is een overvloedige maar zeer efficiënte fotokatalysator nodig. Hoewel veel halfgeleidende materialen hiervoor zijn voorgesteld en gesynthetiseerd, hebben sommige een relatief grote bandgap met slechte absorptie voor zonneflux, terwijl andere last hebben van lage geëxciteerde dragersnelheden, die de fotokatalytische prestatie ernstig verminderen. Bovendien worden excitonische effecten meestal verwaarloosd in het ontwerp van de fotokatalysator, wat leidt tot onjuiste voorspellingen van eigenschappen zoals optische absorptie en bandrand, en uiteindelijk tot onjuiste schattingen van de belangrijkste parameter, de efficiëntie van zon-naar-waterstof. Dit project heeft tot doel dit ongunstige beeld te veranderen en een betrouwbare methode te ontwikkelen om materialen voor fotokatalytische watersplitsing met hoogste efficiëntie te vinden. Dit project zal niet alleen de huidige modellering van fotokatalysatoren bevorderen, maar ook kostenbesparend werken voor gerichte experimenten naar levensvatbare technologie voor het gebruik van water en licht voor de productie van waterstof.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Sun Minglei

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Juncties van supergeleidende materialen liggen aan de basis van de nieuwste kwantumtechnologieën, in het bijzonder kwantumcomputers (nagestreefd door Google, IBM, Intel,...), met ongeziene mogelijkheden vergeleken met klassieke systemen. De benodigde kwantumcoherentie lijdt echter onder onzuiverheden en ruwheid bij de grensvlakken in de huidige juncties. Als oplossing worden kristallijne 2D materialen onderzocht als alternatieve bouwstenen voor supergeleidende juncties, omwille van hun hoge zuiverheid en atomair scherpe grensvlakken in hun heterostructuren. Een fundamenteel begrip van hoe supergeleiding beïnvloed wordt door het samenvoegen van verschillende 2D materialen ontbreekt echter. Daarom zal in dit project een nieuw ab initio kader worden ontwikkeld om supergeleiding in 2D heterostructuren volledig te karakteriseren, inclusief hybridisatie tussen de lagen en concurrerende kwantumtoestanden. Dit zal inzicht geven in belangrijke eigenschappen zoals de verdeling en kwantumtunneling van Cooper-paren in de junctie, die de kern vormen van qubit-toepassingen. Gemotiveerd door de recentste experimenten zullen zowel verticale als laterale juncties onderzocht worden, en geoptimaliseerd m.b.v. beschikbare vrijheidsgraden, zoals twist en stacking, een buffermateriaal in de junctie, en het tunen van de junctie d.m.v. gating en deformatie. Deze kennis is onmisbaar om de eigenschappen van qubits en kwantumoperaties gebaseerd op 2D supergeleiders op punt te stellen en te controleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Bekaert Jonas

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe materialen met gekoppelde magnetische en elektrische eigenschappen zijn cruciaal om de vraag van de moderne samenleving voor geavanceerde elektronica en IoT te kunnen combineren met een gereduceerd energieverbruik en impact op het milieu. Om nieuwe draagbare, flexibele, integreerbare, biocompatibele, slimme en energiezuinige elektronica te realiseren, is een paradigmaverschuiving nodig naar geoptimaliseerde heterostructuren, waar verschillende functionaliteiten sterk zijn gekoppeld tot een multifunctionele hybride structuur. Dergelijke materialen zijn vandaag moeilijk op klassieke manier te maken met voldoende controle en kwaliteit. In dit project willen we zulke hybride, gelaagde functionele structuren realiseren door verschillende 2D mono-atomaire materialen op elkaar te plaatsen. Dit stelt ons in staat om op een zeer controleerbare manier tot veelzijdige magneto-elektronica materialen te komen, manipuleerbaar in een breed gebied door externe mechanische, elektrische en magnetische interacties. Om de onderliggende kwantum fenomenen achter de flexo-magneto-elektrische koppelingen in 2D-heterostructuren te doorgronden en deze kennis toe te passen op de praktische micrometerschaal, hebben we een consortium samengesteld van toonaangevende Belgische teams op het gebied van simulaties, samen met de pionier van 2D-materialen in het VK voor experimentele validatie, en met imec als technologisch platform.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Co-promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Platinum Groep Metalen (PGM) nanodeeltjes, meer bepaald platinum, rhodium en palladium, zijn essentiële componenten in autokatalysatoren, daar zij werken als actieve sites voor katalytische reacties. Wegens de steeds strengere milieuvoorschriften neemt de vraag naar deze metalen jaarlijks toe. De schaarste van PGM's maakt efficiënte recyclage van deze metalen een zeer belangrijke kwestie. Momenteel is het smeltproces het meest gebruikte pyrometallurgische proces voor het concentreren van PGM's. Gezien de schaal van de industriële ovens en de grootte van de PGMnanodeeltjes, kan het lokale gedrag van deze deeltjes niet experimenteel in situ worden waargenomen. Het ontwikkelen van computermodellen van dit proces is daarom zeer nuttig om dit hiaat op te vullen. Dit onderzoek streeft naar de ontwikkeling van een modelleerkader dat een meerfasig faseveldmodel combineert met ab initio berekeningen om het lokale oplossingsgedrag te bestuderen van PGM-nanodeeltjes in een metallurgische slak die collectormetaaldruppels bevat. Dit modelleerkader zal gebruikt worden om het dominante oplossingsmechanisme aan het licht te brengen, wat zal leiden tot nieuwe inzichten in de effecten van pyrometallurgische procesparameters op het oplossingsgedrag van deze PGM-deeltjes. Dit is nuttig voor zowel het interpreteren van waarnemingen als het optimaliseren van bestaande industriële recyclage processen. Eens dit kader is ontwikkeld, kan het ook worden toegepast op andere metallurgische processen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Lamoen Dirk

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Technologische vooruitgang in modern maatschappij zal sterk bepaald worden door nieuwe, all-in-one materialen, waar in zowel magnetische, elastische, als elektronische vrijheidsgraden op een gecontroleerde manier kunnen gekoppeld worden. 2D materialen zijn hier voor mogelijks erg geschikt: ze vertonen een uitgebreid palet aangeavanceerde eigenschappen, die getuned kunnen worden door uitrekking, buigen, gating en de realisatie van heterostructuren. Met de realisatie van magnetisme in 2D materialen is het potentieel om het multifunctioneel gedrag van deze materialen te tunen nog groter geworden. Magnetisme in 2D materialen is bijzonder, omdat elke verandering in symmetrie de interacties beinvloedt en aangrenzende magnetische momenten niet meer gealigneerd zijn door de chiraliteit die optreedt. Deze chirale interacties leiden tot observeerbare niet-triviale magnetische texturen, zoals skyrmionen, en tot een volledig verschillend gedrag van de dynamische excitaties (de magnonen), beide technologisch veel-belovende effecten. Het breken van de symmetrie die de chiraliteit veroorzaakt, leidt ook tot een lokaal elektrisch veld, wat maakt dat magnetisme en elektrische polarisatie in 2D materialen gekoppeld zijn. Dit project focust op het begrijpen van deze koppeling, en de responservan op standardmanipulaties van 2D materialen. Dit zal toelaten om de chirale magneto-electronica te tunen, om zo een inzetbare technologie te realizeren die gevoelig is aan verschilende stimuli.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Sabani Denis

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Grafeen is een opmerkelijk onderzoeksonderwerp geworden dat nieuwe fenomenen vertoont in bijna elk domein van de gecondenseerde materie en fysische chemie. Recent werd 'magic-angle' grafeen ontdekt, een gedraaide dubbele laag grafeen (TBG) met vlakke energiebanden, die zich gedraagd als een hoge temperatuur supergeleider – de Physics World 2018 'Breakthrough of the Year'. Het blijft echter extreem uitdagend om TBG te fabriceren, wat, in combinatie met intrinsieke beperkingen op hun afstembaarheid, verder onderzoek naar de gevolgen van de vlakke energiebanden op elektronencorrelatieverschijnselen sterk bemoeilijkt. Hier stellen we een ander systeem voor met een vergelijkbare vlakke energiebandenstructuur: een periodiek rooster van nanobubbels onder spanning in een enkele grafeenlaag. Dit nieuwe systeem heeft als voordeel dat het makkelijker aan te passen is (realizeren van nog vlakkere banden) en geproduceerd kan worden op grotere schaal, wat cruciaal is voor verder fundamenteel onderzoek en mogelijke toekomstige toepassingen. De originele productiemethode bestaat uit het combineren van een ionenimplantatie met ultralage energie (een unieke techniek ontwikkeld door het consortium) met ultramoderne nanofabricage. Door het aanpassingsvermogen van deze productietechniek en de unieke expertise van het consortium in theoretische methoden om structuurberekeningen uit te voeren op dergelijke systemen wordt het mogelijk om specifieke elektronenverschijnselen te ontwerpen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Covaci Lucian
• Co-promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De recent gerealiseerde tweedimensionale (2D) materialen met periodische structuren en vlakke banden zijn interessante systemen om nieuwe soorten fysica in te onderzoeken. In dit project zal ik gebruik maken van bestaande expertise van de CMT onderzoeksgroep om verschillende voorspellingen te maken hoe de periodische vervorming van nieuwe 2D materialen, zoals grafeen, hun opto-elektronische respons beïnvloedt door de introductie van elektronische minibanden of excitonbanden. Ik zal eerst op basis van numerieke simulaties onderzoeken hoe men 2D materialen kan vervormen met sterke periodische modulaties. Vervolgens ga ik na hoe verschillende types van modulaties de bandenstructuur renormaliseren, en hoe dit de optische en elektronische eigenschappen van de 2D kristallen beïnvloedt. Hierbij zal ik ook de rol van externe effecten, zoals elektrische velden, onderzoeken. De externe velden en periodische vervormingen functioneren op deze manier als een soort afstelknop om verschillende opto-elektronische effecten te manipuleren. Tot slot zal ik ook onderzoeken hoe periodische vervormingen excitonen in 2D kristallen beïnvloeden. In dit project zal ik kunnen steunen op de sterke samenwerking die de CMT groep heeft opgebouwd met een scala aan experimentele onderzoeksgroepen. Het onderzoek zelf is theoretisch, maar ik zal steeds mijn resultaten toetsen aan experimentele waarnemingen om de impact van het onderzoek te vergroten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Mandaathouder: Jorissen Bert

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nauwkeurige controle van de magnetische fasen van materie heeft de afgelopen decennia een revolutie teweeggebracht in de technologie. De ontdekking van nieuwe magnetische materialen heeft de verwachtingen ten aanzien van ultrasnelle spintronische toepassingen met een laag stroomverbruik radicaal verhoogd. Vooral numerieke simulaties van magnetische materialen hebben een onbetwistbare rol gespeeld bij het voorspellen en begrijpen van niet-triviale magnetische toestanden voor toepassingen. Hoewel verschillende numerieke benaderingen gemakkelijk kunnen worden geverifieerd om het magnetische gedrag in verschillende scenario's nauwkeurig weer te geven, vereist een volledige beschrijving van magnetische fasen vaak een moeizame verbinding tussen talrijke simulatiepakketten die op verschillende tijd- en lengteschalen werken. In dit project zullen we samenwerken met belangrijke specialisten om een ​​open-source geïntegreerd multischaalraamwerk te ontwikkelen voor ultramoderne magnetische simulaties, van de eerste principes tot micromagnetische regimes. Dit vereist het bevorderen van een nauwkeurige onderlinge verbinding tussen verschillende (reeds bestaande) numerieke benaderingen om magnetische fasen op verschillende tijd- en lengteschalen nauwkeurig te beschrijven, waardoor magnetische simulaties naar een ongekend en extreem veelzijdig niveau worden gebracht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Maciel de Menezes Rai

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Borofeen – sterker, lichter en flexibeler dan grafeen maar met dezelfde planaire structuur – belooft een revolutie teweeg te brengen voor de batterijtechnologie, elektronica, sensoren, fotovoltaïsche cellen, spintronica en kwantum computers. Borofeen heeft zichzelf reeds bewezen als een katalysator voor de productie van waterstof, de reductie van zuurstof en elektrochemische reducties, verder is het geschikt voor de opslag voor waterstof dankzij de kleine massa van het boor atoom en het kan gebruikt worden voor het ontwikkelen van gas sensoren. Ondanks dit potentieel loopt het gebruik van borofeen in functionele materialen voorlopig achter, vooral omdat borofeen onmiddellijk oxideert na blootstelling aan lucht waardoor het zijn geleidende- en andere potentieel nuttige eigenschappen verliest. Recent is echter aangetoond dat adsorptie van atomen, zoals bijvoorbeeld waterstof, borofeen stabiliseert en dat zijn hoge reactiviteit kan worden onderdrukt in borofeen dubbellagen en andere gestapelde structuren. In dit project zullen we deze structuren – meer bepaald gedopeerde borofeen monolagen en dubbellagen, selectief gefunctionaliseert en geïntercaleerd om geavanceerde elektronische, magnetische en supergeleidende eigenschappen te bereiken, stabiel buiten een vacuüm kamer en niet chemisch actief – verder onderzoeken zodat ze toegepast kunnen worden in opkomende 21e eeuwse technologieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Soskic Bozidar

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een van de grootste uitdagingen in de materiaalkunde is de miniaturisatie van transistoren en logische circuits die verder rijken dan de huidige CMOS-technologie. Een mogelijk alternatief is het gebruik van spintronica, en in het bijzonder skyrmionen - een topologisch beschermde spin textuur – als dragers van informatie (bits). Echter, voor het ontwerp van zulke toepassingen moet de beweging en interactie van de skyrmionen precies kunnen worden gecontroleerd. In deze PhD, exploreren we de controleerbare dynamica van skyrmionen, aangedreven door een stroom en onder invloed van een periodisch rooster van pinning centra, in twee-dimensionale chirale magneten. Het hoofddoel bestaat erin de verschillende dynamische regimes and collectieve effecten die een rol spelen tijdens de skyrmion-beweging in kaart te brengen, strevend naar op maat gemaakte informatie overdracht en opslag.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Vizarim Nicolas

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De merkwaardige elektronische en mechanische eigenschappen van twee-dimensionele grafeen-achtige materialen, zoals hun mobiliteit, sterk covalent gebonden structuur, zwakke interactie uit het vlak en de hoge mechanische sterkte, maken deze materialen attractief voor potentiële industriële toepassingen. De afwezigheid van een bandkloof in grafeen beperkt de mogelijke toepassingen van dit materiaal in elektronische apparaten. Het doel van het doctoraat is om nieuwe materialen theoretisch te onderzoeken gebaseerd op de groep III-V elementen. De motivatie komt van de succesvolle toepassing van deze elementen in huidige drie dimensionele halfgeleiders zoals o.a. lasers. Dichtheidsfunctionaal theorie (DFT) is een krachtige techniek voor de berekening van de structurele, elektronische en magnetische eigenschappen alsook de dynamische en mechanische stabiliteit van materialen. Dit is de reden waarom geopteerd wordt voor deze techniek ter beschrijving van twee dimensionele hexagonale monolaag structuren met (111) kristalvlak van IIIAs-ZnS systemen (III = B, Ga en In). Vervolgens onderzoeken we of een bandkloof in grafeen kan worden geÏnduceerd doormiddel van het maken van een heterostructuur met 2D-GaAs. De elektronische banden van deze heterostructuur zal worden berekend rekening houdend met de van der Waals interactie en de spin-baan koppeling. Het effect van uniaxiale spanning langs de c-as en verschillende planaire spanningsverdelingen worden bestudeerd. Vervolgens wordt hydrogenation van de monolaag GaAs bestudeerd voor drie verschillende geometrieën: chair, zigzag en boot configuraties. Als laatste deel van het doctoraat zal er grote magnetische anisotropie geÏnduceerd worden in 2D-GaAs door adsorptie van transitie metaal atomen. Dit is belangrijk voor mogelijke toepassingen in spintronica.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Gonzalez Garcia Alvaro

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het is bekend dat magnetische uitwisselingsinteractie het gedrag van magnetische materialen stuurt, waardoor ze ferromagnetisch (positieve interactie, spins parallel) of antiferromagnetisch (negatieve interactie, spins antiparallel) worden. Het is veel minder duidelijk dat er wisselwerking bestaat leidend tot chiraal magnetisme, d.w.z. aangrenzende spins nemen wederzijds orthogonale ordening aan. Dit is het geval voor Dzyaloshinskii-Moriya interactie (DMI), voor het eerst geïdentificeerd in de jaren 60, maar pas door de recente waarneming van skyrmion-roosters is verder fundamenteel onderzoek met technologische toepassingen op gang gebracht. DMI kan alleen ontstaan ??in systemen zonder inversiesymmetrie met een sterke spin-baankoppeling, een voorwaarde waaraan in enkele bulkmaterialen wordt voldaan, en aan interfaces van specifiek ontworpen magnetische heterostructuren. In 2017 werd magnetische ordening ook waargenomen in 2D-materialen zoals CrI3. Daar staan magnetische atomen (Cr) in directe binding met niet-magnetische atomen met sterke spin-baan koppeling (I). Dus is DMI intrinsiek aanwezig, maar wordt het geannuleerd in een perfect kristallijn rooster, tenzij de symmetrie wordt verbroken (aan randen, defecten, korrelgrenzen enz.). De overkoepelende thema's in dit project zijn de microscopische mechanismen om DMI te wekken, het belang hiervan en hoe de afgifte en de bijbehorende spinstructuur aangepast kan worden als functie van temperatuur en magnetisch veld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Sabani Denis

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Elektromechanische eigenschappen spelen een essentiële rol bij het bepalen van de fysica van diëlektrische vaste stoffen en hun praktische toepassingen. In het algemeen werden elektrostrictie en het piëzo-elektrisch effect beschouwd als de twee belangrijkste effecten die een aangelegd elektrisch veld koppelen aan de spanning en omgekeerd. De koppeling tussen polarisatie en rekgradiënten is een ander elektromechanisch fenomeen, dat kan worden waargenomen door een materiaal te buigen. Dit staat bekend als flexo-elektriciteit, relevant voor vele materialen, waaronder nietpolaire diëlektrica en polymeren, maar alleen significant op kleine lengteschalen, waar hoge spanningsgradiënten ontstaan. In tweedimensionale (2D) materialen, waar grote rekgradiënten mogelijk zijn, kunnen we deze effecten naar verwachting sterk verbeteren. Bovendien maken hun uitstekende elastische eigenschappen en verminderde roostersymmetrie 2D-materialen veelbelovend voor flexo-elektriciteit. In dit voorstel zullen we met behulp van geavanceerde ab initio benaderingen fundamentele flexoelektrische eigenschappen van een breed scala aan 2D-materialen onderzoeken. Vervolgens zal een multischaal modelleringsraamwerk worden ontwikkeld voor de invloed van interne spanningsgradiënten op de elektronische en optische eigenschappen. Het hier voorgestelde werk biedt niet alleen een fundamenteel begrip van flexo-elektriciteit in 2D-materialen, maar zal ook de ontdekking van nieuwe flexibele elektronica stimuleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Pandey Tribhuwan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Recente experimentele resultaten over supergeleiding in geroteerd bilaag grafeen geven aan dat platte banden een cruciaal onderdeel zijn voor het ontdekken van sterk gecorreleerde fasen. Een eenvoudige toegang tot quasi-platte banden werd ook gerealiseerd door middel van roteren of periodisch uitrekken in van der Waals heterobilagen bestaande uit transitiemetaal dichalcogeniden. Door de dotering in bilaag systemen te controleren is het mogelijk om interlaag excitonen te genereren: elektronen zijn opgesloten in een laag en koppelen met holtes, welke opgesloten zijn in de tegenoverliggende en afzonderlijke laag. In dit project stel ik voor om de effecten van afstembare platte banden op interlaag excitonen theoretisch te bestuderen, met als doel om de mogelijkheid tot excitonische sterk gecorreleerde fasen te onderzoeken. Een aantal concurrerende fasen zijn voorspeld bij lage temperatuur, zoals elektron-holte superfluïditeit, exciton isolator, gekoppelde Wigner kristallisatie en geladen dichtheidsgolven. Een toename van de effectieve massa's van de ladingsdragers resulteert in een verhoging van de excitonische bindingsenergie en dit leidt tot een meer robuuste excitonische fase. Door de platheid van de banden af te stemmen, het mogelijk zal worden om de kritische temperatuur voor elektron-holte superfluïditeit te verhogen en om het verschijnen van de concurrerende sterk gecorreleerde fasen die in het fasediagram voorkomen te controleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Neilson David
• Mandaathouder: Conti Sara

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Via dit DOCPRO1-project zal de doctorandus zijn thesis over heterochirale magnetische films afronden, gebaseerd op de zojuist ontwikkelde veralgemeende Heisenberg-methode voor een willekeurig rooster, waardoor hij het magnetische fasediagram van mono- en bilaag spin-rooster-systemen ruim kan verkennen met ruimtelijk niet-uniforme chiraliteit. Deze studie wordt gemotiveerd door recent ontdekte 2D magnetische materialen, hun roosterstructuur, anisotropie, opkomende chiraliteit en geometrische manipulaties die bekend zijn bij van der Waals engineering. Naast de generieke topologische karakterisering en classificatie van de mogelijke spinstructuren, zal ook aandacht worden besteed aan de emergente spin-golf (magnonische) eigenschappen in het gegeven spinlandschap en aan de nieuwe concepten voor spintronische apparaten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Maciel de Menezes Rai

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project willen we de eigenschappen van tweedimensionale (2D) materialen met intrinsiek magnetisme, die recent onder de aandacht gekomen zijn, bestuderen. Omwille van de recente ontdekking van ferromagnetische 2D monolaag CrI3 en de ontdekte rijkdom aan magnetische faseovergangen bij elke laag die toegevoegd wordt, zullen we het vormingsmechanisme, de temperatuursafhankelijkheid en de verschillende routes om 2D magnetisme te versterken door middel van deformatie, ladingsdopering en elektrische veld onderzoeken, met het oog op mogelijke toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bacaksiz Cihan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Prijs gekregen van de onderzoeksraad om mijn onderzoek te versterken. Ik zal het gebruiken om studenten te laten proeven van het onderzoek dat wij doen aan onze universiteit en zo het internationale karakter van het onderzoek uit te breiden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Duppen Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ionair transport in laagdimensionale materialen speelt een sleutelrol in nieuwe methodes voor het opwekken en opslaan van energie. Recente experimentele ontwikkelingen laten toe om extreem nauwe en zuivere kanalen tussen zwak gebonden 2D materialen te maken. De stroming van ionen of moleculen door zulke kanalen blijkt extreem vlot te gaan, dankzij de hoge druk ten gevolge van de opsluiting in de kanalen. De druk dwingt de atomen ook dichter bij elkaar en doet zo een compleet nieuwe samengestelde structuur ontstaan door de vorming van bindingen met het omhullende materiaal. De krapte van de kanalen laat slechts toe aan enkele atoomlagen om er doorheen te bewegen, wat aangepast kan worden door externe druk, zijdelingse deformatie of door een elektrisch veld aan te leggen. Zodra dit geavanceerde ionaire transport onder kwantuminperking begrepen is, heeft het een groot potentieel om de performantie en de capaciteit van batterijen sterk te verhogen. Bovendien kan de binding van de ionen met het omhullende materiaal de elektronische fase volledig veranderen zodat het bijvoorbeeld supergeleidend kan worden bij lage temperaturen, en dus bruikbaar voor elektronica zonder dissipatie. De hoofddoelstelling is dus het onderzoeken van de mechanismes van ionaire stromingen in sterk ingeperkte kanalen, hoe de ionaire ordening te sturen, en het identificeren van faseovergangen om nieuwe methodes voor zogenaamde blauwe energie, geminiaturiseerde batterijen en nanoelektronica te vinden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Bekaert Jonas
• Mandaathouder: Petrov Mikhail

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De Universiteit Antwerpen ontwikkelt in dit project smane met IMEC een data-fusiemodel voor CityFlows, waarbij de dichtheid aan gemotoriseerde en niet-gemotoriseerde personen bekomen wordt op basis van de samenvoeging van verschillende databronnen (zoals telco signalling data, Wifi scanning, data camera object detection, Telraam data, …).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit onderzoeksvoorstel is de plasmonen in verschillende soorten "van der Waals heterostructuren" te beschrijven en om deze kennis te gebruiken om nieuwe zulke structuren te ontwerpen waarin ongekende soorten plasmonen ontdekt kunnen worden. Door de samenstelling en structurele eigenschappen van de heterostructuren te veranderen, zoeken we naar nieuwe methoden om licht te manipuleren over afstanden korter dan haar golflengte. Dit doen we door het licht te koppelen aan collectieve excitaties van de vrije elektronen in deze materialen, de zogenaamde "plasmonen". Van der Waals heterostructuren zijn stapels van verschillende atomair dikke tweedimensionale materialen. De ontdekking van grafeen resulteerde in de ontdekking van heel wat andere kristallen van één atoom dik. Ieder van deze kristallen heeft unieke elektrische eigenschappen, van isolatoren over halfgeleiders tot zelfs supergeleiders. Vandaag zijn we in de buitengewone positie om deze materialen te stapelen om zo de verschillende eigenschappen van de componenten te laten samenwerken. In dit project zal ik verschillende zulke stapels onderzoeken om te begrijpen wat voor plasmonen erin kunnen voorkomen en hoe we ze kunnen manipuleren om plasmonen te ontdekken met ongeziene eigenschappen. Dit onderzoek wordt uitgevoerd in nauwe samenwerking met buitenlandse experimentatoren die de nodige feedback zullen voorzien om de modellen te verfijnen en de plasmonen in de nieuw ontworpen heterostructuren op te wekken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Van Duppen Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Fundamenteel inzicht in en beheersing van kwantumverschijnselen op ongekende lengte en tijdschaal zijn essentieel voor een goede ontwikkeling van de volgende generatie apparaten. Recente ontwikkelingen in de synthese van atomisch dunne lagen van der Waals vaste stoffen zoals grafeen, boornitride en overgangsmetaaldialcogeniden (TMD) openen mogelijkheden voor succes, bijvoorbeeld in de computer-, informatie- en energietechnologie. Met betrekking tot fotonica en opto-elektronicatoepassingen hebben monolaagse TMD's mogelijkheden om de mogelijkheden van conventionele halfgeleiders te vergroten door een breed absorptiespectrum, dat wil zeggen van bijna-infrarood naar het zichtbare gebied. In dit voorstel zullen we de lichtmaterie-interacties in monolaagtelagen TMD's en hun heterostructuren bestuderen met de nadruk op sterke excitoneffecten, en spin- en valley-afhankelijke eigenschappen. Hiertoe zullen we model Hamiltoniaanse technieken ontwikkelen, die in combinatie met berekeningen op basis van de dichtheidsfunctionaliteitstheorie nieuwe inzichten zullen geven in de lichtmaterie-interacties in monolaagse TMD's. Het overkoepelende doel van dit voorstel is om inzicht te krijgen in nieuwe kwantumfenomenen in monolaagse TMD's, in het bijzonder hoe heterostructurering, defecten en rek met elkaar verweven zijn om interessante fysische eigenschappen te produceren. Het werk dat hier wordt voorgesteld zal leiden tot grote vooruitgang in het onderschatten van hoe defecten, heterostructurering en rek de eigenschappen van 2D-materialen wijzigen, wat resulteert in nieuwe kwantumverschijnselen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Pandey Tribhuwan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een breed scala aan tweedimensionale (2D) materialen, gaande van grafeen tot topologische isolatoren, delen het buitengewone fenomeen dat elektronen zich gedragen als relativistische deeltjes in hun lage energie-excitaties. Deze kunnen verschillende vormen aannemen Dirac-kegels, Dirac-knooplijnen en Weyl-knooppunten. Dit gedrag van fermionen in gecondenseerde materiesystemen hebben geleid tot talrijk experimentele en theoretische onderzoeken. Dichtheids-functionaal theorie is een goed uitgangspunt voor het berekenen van de elektronische eigenschappen van materialen, maar deze methode kan niet alle eigenschappen van het systeem beschrijven. Een van de belangrijkste methoden om de elektronische eigenschappen van dergelijke systemen te berekenen, is met behulp van de Greense functie benadering. In deze methode speelt het "Tight-Binding" (TB) model een essentiële rol bij het verklaren van verschillende eigenschappen. Daarom is het noodschelijk om een TB-model te definiëren en de hoppings-coëfficiënten tussen atomen en orbitalen te bepalen. Met de lineaire combinatie van atomaire orbitalen (LCAO) methode kan het systeem worden beschreven door een verzameling van niet-interagerende deeltjes. Door de vereenvoudigde LCAO-methode te gebruiken in combinatie met de ab initio methode, zijn we in staat om TB -modellen te construeren in de tweecenterbenadering voor 2D-materialen. De Slater- en Koster-aanpak (SK) is een krachtige methode om de resultaten van de ab initio benadering te reproduceren en het TB-model te construeren. Deze methode wordt toegepast om de TB Hamiltoniaan van deze systemen te berekenen op basis van de s-, p- en d-orbitalen. We verkrijgen uitdrukkingen voor de Hamiltoniaan en de overlap matrixelementen tussen de verschillende orbitalen voor de verschillende atomen en de SK-coëfficiënten in een niet-orthogonale basis.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Nakhaee Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

The WOG "Computational modeling of materials" aims to:  Promote interdisciplinary computational material research, bringing together groups from physics, chemistry and materials science, and providing them with a platform on which to share their expertise in order to arrive at an integrated and pragmatic approach in order to develop opto-electronic, thermodynamic and structural properties of materials to study.  Develop new techniques and implement them in computer software that can be subsequently used in either academic or industrial contexts

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tweedimensionale transitiemetaal dichalcogeniden (2D-TMDs) zijn atomair dunne materialen die een prominente rol spelen in het hedendaagse onderzoek, door hun bijzondere elektronische en optische eigenschappen, hun afstelbaarheid door middel van elektrische gating en mechanische deformatie, en de mogelijkheid om heterostructuren te maken. Het werd echter veel minder geëxploreerd dat ze ook een rijkdom aan collectieve kwantumfasen vertonen, die gekarakteriseerd worden door collectief gedrag van de elektronen dat radicaal verschillend is van hun individuele toestanden. Eén van deze fasen is een ladingsdichtheidsgolf, waarbij de elektronen bij lagere temperaturen een geordende kwantumvloeistof vormen die de structuur van het materiaal zelf verandert. Een andere collectieve kwantumfase in 2D-TMDs is de supergeleidende fase, waarbij de elektronen condenseren in een weerstandsloze zee van Cooperparen die elektrische stroom kan geleiden zonder enige weerstand. Bovendien dragen ook de spins van de elektronen bij tot een veelvoud van mogelijke combinaties voor nieuwe kwantumtoestanden en kunnen ze texturen vormen in monolaag TMDs die volledig afwezig zijn in de bulk vorm. Het is duidelijk dat al deze toestanden sterk met elkaar verstrengeld zijn, maar toch worden de fundamentele eigenschappen van hun wisselwerking nog niet goed begrepen. Dit verhindert ook de vooruitgang bij het ontwikkelen van geavanceerde nieuwe toepassingen. In dit project zal ik de wisselwerking tussen de toestanden uitgebreid bestuderen met behulp van state-of-the-art theoretische technieken. Voorts zal ik een stappenplan opstellen om de wisselwerking volledig gecontroleerd aan te kunnen passen door middel van deformatie, elektrische gating en doteren. Het uiteindelijke doel is om 2D-TMDs op de kaart te zetten als een uniek platform voor uiterst veelzijdige kwantumapparaten, door de specifieke voordelen van de verschillende toestanden die meespelen aan te wenden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Bekaert Jonas

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tweedimensionale (2D) enkellaagse materialen zijn momenteel een zeer belangrijk onderwerp in de materiaalwetenschap vanwege hun unieke eigenschappen. Een bepaalde klasse van dergelijke materialen is er een die met lage symmetrie en met anisotropie belangrijke kandidaten zijn voor verschillende toepassingen in nanotechnologie, gaande van opto-elektronische tot spin-gebaseerde apparaten en zelfs tot veldeffecttransistors (FET) en nano optische golfgeleiderpolarisatoren. De voorspelling van nieuwe stabiele anisotrope enkellaags kristallen en een beter begrip van hun fysische eigenschappen is erg belangrijk. Het begrijpen van hun Raman-spectrum is essentieel bij het onderscheiden van de verschillende structurele fasen en bij het bepalen van de kristaloriëntatie van het materiaal. Het huidige project presenteert een methode om de kristaloriëntatie van anisotrope materialen te bepalen door middel van resonante Raman-metingen van zowel Raman-spectra van de eerste als van de tweede orde. Ik zal bijdragen aan de studie van resonantie Raman-verstrooiing van de eerste en tweede orde in anisotrope materialen, waaruit informatie over de elektron-fonon- en exciton-fonon-interacties kan worden verkregen. Deze zijn erg belangrijk voor het begrijpen van licht-materie-interacties. Bovendien zijn 2D-materialen vaak onderworpen aan uitwendige krachten zoals spanning en ladingsoverdracht naar of van het substraat. Daarom zullen deze effecten op de fysische eigenschappen van anisotrope materialen grondig worden onderzocht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Yagmurcukardes Mehmet

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De Europese Commissie heeft zojuist een vlaggenschipinitiatief van 1 miljard euro in Quantum Technology gelanceerd, binnen het Europese kaderprogramma voor onderzoek en innovatie H2020. Dit initiatief is erop gericht Europa een voortrekkersrol te laten spelen in de tweede kwantumrevolutie, met kwantuminformatie, communicatie en informatica in de kern, zoals zich al in de VS ontvouwt onder de impuls van Microsoft en Google. Beide bedrijven zien supergeleidende hybride apparaten als een basis voor levensvatbare kwantumtechnologie van de toekomst. Dit project is erop gericht Vlaanderen te positioneren als een thuis voor realistische theoretische simulaties van dergelijke apparaten. Op dit moment worden wereldwijd tal van experimenten uitgevoerd op supergeleidende hybriden met speciale topologische eigenschappen, zodat ze exotische Majorana-fermionen kunnen stabiliseren - een quasideeltje dat beschreven wordt door niet-Abelse statistieken en daardoor nuttig is voor robuuste kwantumcomputing. Omdat geen enkele experimentele opstelling ideaal is, ontbreekt overtuigend bewijs voor het Majorana-fermion nog steeds. Bovendien verschijnen er aanvullende aspecten die niet correct worden beschreven door simplistische modellen. Daarom zijn simulaties op basis van realistische parametrisering en geometrieën absoluut noodzakelijk om het theoretisch inzicht in lopende experimenten te verbeteren, om de detectie en manipulatie van Majorana-fermionen overtuigend te bevestigen en om kwantumapparaten te ontwerpen die de huidige technologie op betrouwbare wijze kunnen vervangen. De geavanceerde simulaties in dit project staan volledig in dienst van dat doel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Mandaathouder: Zhang Lingfeng

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Kort na de formulering van de Dirac-vergelijking (1928), die relativistische deeltjes beschrijft, werd voorspeld dat voor een hoge lading Z van de kern het atoom onstabiel wordt, wat leidt tot het fenomeen van atomaire ineenstorting. Vanwege de grote vereiste Z> 170-waarde konden wetenschappers het nooit experimenteel verifiëren. De ontdekking van grafeen en het feit dat de ladingsdragers relativistische (quasi-) deeltjes nabootsen, opende echter een nieuw venster op de instorting van atomen, dat onlangs experimenteel werd waargenomen in grafeen. Gebruikmakend van deze recente observatie als motivatie, zullen we theoretisch het atomaire instorting fenomeen onderzoeken in grafeen en andere Dirac-achtige materialen met zeer verschillende energie dispersies. We zullen bestuderen hoe de verschillende verschillen tussen deze materialen het atomaire instorting fenomeen beïnvloeden en bestuderen hoe dit fenomeen kan worden afgestemd door externe elektrische en magnetische velden. Het doel van dit voorstel is tweevoudig: 1) studie van de instorting van atomen in verschillende Dirac-achtige materialen, die ons fundamentele informatie en begrip zal geven over de instorting van atomen op relativistisch niveau, en 2) onderzoek naar de invloed van atomaire instorting op de transport van ladingdragers in Dirac-achtige materialen, ons voorzien van zeer belangrijke informatie die nodig is voor de ontwikkeling van toekomstige toepassingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Mandaathouder: Van Pottelberge Robbe

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De reikwijdte van het voorgestelde project is om de magnetische eigenschappen van recent gevormde tweedimensionale (2D) materialen met intrinsiek magnetisme te onderzoeken. Nanoschaalmagnetisme is van groot wetenschappelijk belang en heeft een hoge technologische relevantie. Sinds de ontdekking van grafeen hebben tweedimensionale materialen veel aandacht getrokken vanwege hun buitengewone fysische eigenschappen en potentiële toepassing in nanomagneto-elektronica, de zogenaamde spintronica. Hoewel de meeste 2D-materialen geen magnetisme vertonen, is de zoektocht naar intrinsiek ferromagnetisme in de grens van de monolaag niet beëindigd. Gemotiveerd door de recente ontdekking van de ferromagnetische monolaag CrI3 en het aantal lagen-afhankelijke magnetische faseovergangen stellen we voor om de functionele dichtheidstheorie te gebruiken om andere 2D-ferromagnetische materialen te voorspellen. Verder willen we de vormingsmechanismen en stabiliteit van magnetisme in 2D-materialen en mogelijke routes van afstemming ervan door externe stimuli, zoals strain, charge-doping en een elektrisch veld, begrijpen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Bacaksiz Cihan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Supergeleidende elektronica is cruciaal voor een breed spectrum van toepassingen, gaande van zeer gevoelige biomagnetische metingen tot breedband-satellietcommunicatie. De gewenste miniaturisatie en draagbaarheid van dergelijke apparaten vereist de fabricage en gedragskarakterisering van ultrakleine supergeleidende circuits. Recente ontwikkelingen hebben controleerbare groei van kristallijne en atomisch dunne (quasi 2D) supergeleiders toegelaten. Zulke ultradunne materialen herbergen rijke fundamentele fysica vanwege kwantumopsluiting van zowel elektronen als fononen, de interactie met een substraat, de niet-triviale effecten van strain en gating, enz., en dus belofte houden voor elektronische, magnetische en optische eigenschappen die anders onbereikbaar zijn. Met andere woorden, ultradunne supergeleiders zullen de basis vormen voor een nieuwe generatie van ultra-laag verbruikend en uiterst gevoelige elektronica, met meer functionaliteiten dan de vorige ontwerpen. Het baanbrekende doel van dit project is om de verkennende zoektocht naar die functionaliteiten mogelijk te maken, door ontwikkelen van multischalige simulaties van atomisch dunne supergeleidende circuits - beginnend met ab initio-informatie over elektronische en vibrationele veranderingen in materialen met monolaagdiktes, gevolgd door onderzoek naar de rol van het substraat, intercalanten, elektrische spanning, enz. op supergeleiding in geselecteerde materialen, tot de ultieme simulaties van electrische circuits op micronschaal met behulp van geavanceerde stroom-spanning-magnetisch veld karakterisering met ab initio parametrisatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Two-dimensional materials are currently a very important topic in materials science due to their unique properties and high crystal quality. An important property of these materials is that they can be stacked on top of each other regardless of the mismatch between the unit cells and with almost any twist angle between the two lattices. This is thanks to the weak van der Waals interaction that acts between different layers. However, researchers have found that the properties of these stacked structures can be very different from its constituents, they not only dependent on the choice of 2D materials used for its construction but are also significantly influenced by the orientation of the two lattices. A difference in lattice constant and/or misorientation of the two lattices results in the appearance of a periodic superlattice structure called moiré pattern. Thus, the types of 2D materials used for stacking and the period of moiré pattern can be in principle used for the design of novel materials with desirable properties. In this project we will focus on the formation of moiré patterns as generated by stacking two monolayers on top of each other and their consequences on the different physical properties of the heterostructure. The effect of internal and external applied strain will be considered.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Mandaathouder: Milovanovic Slavisa

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Veel-deeltjes effecten in transitie metaal dichalcogenides zullen worden onderzocht. O.a. de bindingsenergie van excitonen, geladen excitonen en biexcitonen zullen worden berekend gebruikmakend van verschillende theoretische benaderingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Zarenia Mohammad
• Mandaathouder: Van der Donck Matthias

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Recente experimenten tonen aan dat de elektronische eigenschappen van atomair dunne supergeleidende films sterk beinvloed worden door atomaire trappen, voornamelijk omwille van de sterk gewijzigde elektronische bandstructuur en fasecoherentie van de Cooper-gepaarde elektronen. In dit project zullen we deze effecten beschrijven en verklaren aan de hand van state-of-the-art Bogoliubov-de Gennes numerieke simulaties. Deze uitdagende studie zal ons het ontbrekende ingrediënt leveren voor een diep theoretisch begrip van de mogelijke elektronische toestanden en transporteigenschappen in atomair dunne films, en zal uitleg en richtlijnen verschaffen voor lopend scanning tunneling microscopy (STM) experimenten wereldwijd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Zhang Lingfeng

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het onderzoek naar twee-dimensionale nanomaterialen is exponentieel gegroeid sinds de realisatie en karaterisatie van grafeen in 2005. Heel wat nieuwe materialen van een enkele atomaire laag dik werden sindsdien theoretisch voorgesteld en experimenteel gerealiseerd, en nieuwe mogelijke structuren worden nog steeds voorgesteld. Om nieuwe en mogelijk betere materialen te vinden voor opto-elektronische toepassingen, ligt het voor de hand om te onderzoeken of drie-dimensionale materialen die nu al voor dergelijke toepassingen gebruikt worden kunnen herschaald worden naar hun twee-dimensionale limiet, om zo hun eigenschappen nog te verbeteren of te tunen. Deze route werd gevolgd voor de group IV elementen, wat geleid heeft tot de ontdekking van siliceen, germaneen, enz. Het is verrassend dat er tot nu toe heel wat minder aandacht besteed is aan de klasse van III-V materialen, zoals InAs, GaAs, ... Enkel de eigenschappen van deze III-V materialen in de grafeen-achtige (vlakke) en siliceen-achtige (verbogen) structuur werd uitvoerig bestudeerd. Het is echter gekend uit de moleculaire chemie dat groep III elementen vlakke sp2-bindingen verkiezen, en groep V elementen sp3 configuraties. Het valt dan ook te verwachten dat deze trends zich opnieuw zullen laten gelden wanneer de drie-dimensionale III-V bulk halfgeleiders gereduceerd worden tot twee dimensies. Het doel van dit project is de echte grondtoestandsstructuren te identificeren van twee-dimensionale III-V materialen en om hun elektronische eigenschappen te onderzoeken op basis van ab-initio berekeningen. Een ander belangrijk onderzoeksdomein dat voortvloeide uit het onderzoek rond grafeen en gerelateerde systemen is dat van de topologische isolatoren en het kwantum spin-Halleffect. De oorsprong van dit effect ligt in een bandinversie, vaak veroorzaakt door een sterke spin-baankoppeling. Daarom zullen we, eens de grondtoestand is gevonden van de twee-dimensionale materialen die Tl of Bi bevatten, hun topologisch karakter bepalen. De werking van de huidige opto-elektronische devices is gebaseerd op de realisatie van heterostructuren, zoals bv. in lasers. Het is dan ook van groot belang om de elektronische eigenschappen te onderzoeken van heterostructuren gebaseerd op de nieuw gevonden twee-dimensionale halfgeleiders. Ten slotte is het ook duidelijk dat dit onderzoek kan uitgebreid worden tot de klasse van II-VI materialen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Sabzalipour Amir

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Electromechanical effects, such as piezo- and flexoelectricity, are a consequence of the coupling of an applied electric field to the strain and the strain gradient, respectively. These effects are expected to be strongly enhanced in two dimensional materials (2D), first, due to the reduction in lattice symmetries in the 2D limit, and second, due to the superior elastic properties, allowing strains even up to 10% in some cases. Furthermore, 2D materials are fully flexible and bendable, thus ushering a new era of flexible opto-electronic devices. In this proposal, we will first investigate the fundamental flexoelectric properties of a wide variety of 2D materials by using a combination of analytical and ab-initio approaches. Important questions related to the magnitude of the coupling coefficients, the effect of phonon anharmonicity and the identification of materials with optimal electro- and mechanical properties will be answered. Subsequently we will model specific strain configurations as out-of-plane (ripples, folds, kirigami) and in-plane geometries (patterned layers, heterostructures, etc.). These are of significant importance because, as opposed to bulk electromechanical effects, modifications at the nanoscale in 2D materials greatly affect their optoelectronic properties. As concrete examples we will investigate the possibility of creating flexo-transistors or flexo-photovoltaic devices.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Magnetische heterostructuren met ruimtelijk variërende chirale interacties zullen onderzocht worden om na te gaan hoe ze kunnen gebruikt worden voor het manipuleren en transporteren van magnonen, het analogon van fotonen in magnetische materialen. Dit zou kunnen leiden tot nieuwe klasse van ultrasnelle dataverwerkingscomponenten. Onze methodologie is gebaseerd op state-of-the-art numerieke micromagnetische simulaties op grafische processoren (GPU's).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Elektronen- en gatenstromen in halfgeleiderstructuren blijven tot vandaag de vaakst aangewende dragers van informatiebits in logische toepassingen en schakelingen. Omdat de miniaturisatie van de betrokken transistoren stilaan haar (kwantum)fysische grenzen heeft bereikt, wordt met snelgroeidende belangstelling uitgekeken naar alternatieve informatiedragers, bijvoorbeeld de spin van elektronen en atomen in (ferro)magnetische materialen, waarin propagatie van de informatie die gecodeerd is in de spintoestanden, in principe kan plaatsvinden door spingolven of magnetisatiegolven op te wekken. Per definitie zijn spingolven sinusvormige propagaties van enkelvoudige spindeviaties t.o.v. de ferromagnetische grondtoestand waarin alle spins parallel staan, en komen ze dus alleen voor bij zeer lage temperaturen. Bij kamertemperatuur kunnen echter wel magnetisatiegolven worden opgewekt, die ovreenkomen met analoge, golfachtige propagaties van de macroscopische magnetisatievector t.o.v. de spontane magnetisatie. Voor bulkmateriaal is de kwantumtheorie van het magnetisme die de microscopische spininteracties behandelt die tot de macroscopische magnetisatie leiden, al zeer uitvoerig bestudeerd in de vorige eeuw. Dat neemt niet weg dat er nog talloze onopgeloste problemen en vraagstukken overblijven, i.h.b. als het gaat over ferromagneten op nanometerschaal waaraan nogal wat potentieel wordt toegeschreven om spin/magnetisatiegolven te manipuleren. Zoals bekend, kunnen kwantumfluctuaties in laagdimensionale systemen langeafstandsordening dwarsbomen of zelfs onmogelijk maken. De kwantummechanische behandeling - zowel statisch als dynamisch - van dunne magnetische films die dergelijke kwanumfluctuaties, in tegenstelling tot semiklassieke simulaties gebaseerd op de Landau-Lifshitz-Gilbert-vergelijkingen, in rekening brengt, is het onderwerp van dit doctoraatsproject.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Magnus Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De verkenning van nieuwe laag-dimensionale atomisch dunne materialen is erg belangrijk voor een toekomstige generatie van flexibele nano-elektronica, opto-elektronica en energieopslagapparaten. Van deze heeft grafeen een breed scala aan eigenschappen aangetoond, waaronder hoge elektrische en thermische geleidbaarheid en optische transparantie. Vanwege de halfgeleidende aard van overgangsmetaaldichalcogeniden worden ze ook veelbelovende kandidaten. Meer recent zijn hoogfrequente apparaten met weinig laagzwart fosfor aangetoond. Het combineren van deze materialen in heterostructuren zou leiden tot een veelvoudige verbetering van hun functionaliteiten. In dit voorstel zullen, met de gezamenlijke inspanningen van de twee teams, prototype-apparaten met 2D heterostructuren worden onderzocht. Een diep begrip van de stabiliteit en elektronische eigenschappen van heterostructuren, onderzocht door het Chinese team met behulp van ab-inito-simulaties, zal worden gekoppeld aan effectieve modellen van prototype-apparaten, hetzij op strikt bindend of continuümniveau, geleid door het Belgische team. Systemen bestaande uit heterostructuren in verticale en in het vlak zullen worden gebruikt om kandidaat-apparaten voor te stellen die voordeel halen uit de ladingsgraad of spin-graden van vrijheid. Van bijzonder belang zijn ook afstembare opto-elektronische en excitonische effecten. Verwacht wordt dat deze samenwerking zal leiden tot zowel een fundamenteel begrip van opto-elektronische processen als de modellering van specifieke nano- en micro-elektronische apparaten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit voorstel beoogt de grenzen van de optica van Dirac-materialen te verkennen. Door te modelleren hoe licht interageert met twee- en driedimensionale Dirac-materialen, willen we toegang krijgen tot de bijzondere wereld van elektronen met zeer onconventionele eigenschappen. We zullen ons voorstellen hoe de zee van elektronen reageert op een externe lichtbron. Aan de ene kant willen we deze lichtbron gebruiken om te meten hoe visceus de zee van elektronen is. Bijvoorbeeld, of het meer is als honing, een visceuze vloeistof, of meer als water, een minder viskeuze vloeistof. Aan de andere kant zullen we voorstellen doen om de levensduur van plasmonen in Dirac-materialen te verlengen. Plasmonen kunnen worden beschouwd als een golf in de zee van elektronen. In deze golf zijn de elektronen en het invallende licht met elkaar gekoppeld en bewegen ze coherent rond. Het is mogelijk om deze plasmonen te manipuleren om licht in de gewenste richting te sturen en ze te gebruiken voor fotonische toepassingen. Het blijft echter een uitdaging om systemen te vinden waarin de plasmonen lang genoeg leven om bruikbaar te zijn. Daarom zullen we onderzoeken of het mogelijk is om te profiteren van bepaalde eigenschappen van het kristal of externe elektrische stromen om de plasmons robuuster te maken en hun levensduur te verlengen. Het voorgestelde werk zal worden gedaan in nauwe samenwerking met verschillende buitenlandse experimentele groepen die de nodige feedback zullen geven om onze modellen te verbeteren en de voorgestelde fysica te verifiëren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Van Duppen Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Doelstellingen van het sabbatjaar: - Het uitstippelen van nieuwe innovatieve onderzoeksrichtingen voor mijn onderzoeksgroep - Herbronning - Nieuwe samenwerkingen uitbouwen met vooral experimentele groepen - Versterken van bestaande samenwerkingsverbanden

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De energieniveau's van elektronen in nanogestructureerd grafeen worden berekend. Drie verschillende systemen werden bestudeerd: 1) monolaag-bilaag grafeen quantumstippen, 2) quantumstippen bestaande uit drie lagen van grafeen, en 3) hybride monolaag-bilaag tussenvlakken. Als laatste subproject zullen de energieniveau's en het elektronisch transport analytisch en numeriek worden berekend voor een grafeen quantumput. Zulk een quantumput kan experimenteel gerealizeerd worden door gebruik te maken van nanogestructureerde 'gates' die potentiaalbergjes induceren in grafeen. De transmissie door zulke potentiaalbergjes is in grafeen sterk hoekafhankelijk. Het 'trigonal warping' effect kan de tunneling sterk reduceren wat kan leiden tot lokalizatie van de elektronen in the quantumput. De elektrische geleiding door zulk een quantumput zal worden onderzocht en er zal worden nagegaan of deze geleiding beinvloed wordt door de specifieke hoek die de quantumput maakt met het grafeenrooster. Het idee is dat dit kan leiden tot de realizatie van een nieuw type van grafeendraad waarbij de elektrische geleiding niet beinvloed wordt door de randen van de draad. Het doel van dit project is ook om experimenteel onderzoek aan dit system te ondersteunen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Mirzakhani Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De focus van dit project is het begijpen van de fysische eigenschappen van overgangsmetaal dichalcogenides monolagen en hun heterostructuren. Recente vooruitgang in experimentele technieken maken het mogelijk om deze nanoschaal materialen te integrate in elektronische en opto-elektronische toepassingen. De volgende belangrijke vragen worden onderzocht binnen dit onderzoeksvoorstel met behulp van state-of-the-art berekeningsmethoden: 1) Welke materialen en / of contact platforms leveren en contact weerstand nul voor opto-elektronische en nano apparaten die gebaseerde zijn op TMDs? 2) Hoe hangen de fysische eigenschappen van TMD gebaseerd quantum dots of van hun vorm en de grootte?

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cakir Deniz

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dankzij nieuwe experimenteel methoden, werden er recentelijk naast de 2D kristallen grafeen en transition-metal dichalcogenides (TMDs): nieuwe 2D kristallen zoals bijvoorbeeld monolayer alkaline-earth-metal hydroxides (AEMHs) en post-transition metal chalcogenides (PTMCs) geintroduced waaran verwacht wordt dat ze nieuwe fysische eigenschappen hebben. Het doel van dit project is nieuwe AEMH en PTMC monolagen te voorspellen en de stabiliteit en electronische, magnetisch en optisch eigenschappen van zulke nieuwe 2D kristallen te be studeren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Torun Engin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

With the proposed scientific research community involved research teams want to create the necessary critical mass to successfully combine self-organization and more generally surface modification for inducing improved as well as new functionalities with the ultimate aim to tune the electronic, magnetic and spintronic, mechanical, and optical properties. We want to achieve the following goals: • Understanding the influence of controlled surface modification on the functionalities and the applicability of 2D materials, including topological insulator surfaces • Understanding the influence of contamination that can be present on the surface as well as at the interface with the substrate • Exploring the modified and novel properties resulting from the low dimensionality, including quantum-mechanical effects • A major strength of the proposed consortium is that there will be a very close interaction between the experimentally oriented research groups and the groups that focus on the theoretical modeling of the modified 2D materials

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Metallic transition metal dichalcogenide (TMD) monolayers are promising ultrathin materials which have the potential to complete the range of graphene-related materials by offering tunable metallic phases with strong spin-orbit coupling. Many of them can be achieved by small structural deformations and doping of Group 6 TMDs and thus could thus be used as electrode materials within a single monolayer, resulting in a very low contact resistance. Experimental study of metallic TMDs is difficult as these phases are often metastable or rely on very subtle structural modifications. Thus, a careful theoretical investigation is imperative before complex experimental studies should be pursued. This consortium will investigate metallic TMD structures, including intrinsically metallic phases, metastable metallic phases, and external factors to trigger semiconductor-metal transitions such as doping, defects and strain. Special attention will be given to spin-orbit splitting and ways to control them. Computer simulations will range from band-structure calculations of small unit cells to rather complex systems, including heterostructures, doped and defected systems up to grain boundaries. Conclusions on the suitability of these materials in practical application will be further confirmed by explicit transport calculations and device simulations. While most calculations can be carried out using state-of-the-art software, some method developments are necessary and will be carried out here. Numerical methods that scale linearly with the system size, O(N), will be developed by using a polynomial expansion of the components of the conductivity tensor. These will allow for simulations of large unit cells in the presence of disorder and the calculation of spin- and valley- dependent contributions. It will become therefore suitable to describe the Spin and Valley Hall effects in realistic models of TMDs.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Co-promotor: Sahin Hasan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Elektronische en magnetische eigenschappen van heterostructuren bestaande uit twee-dimensionale atomaire kristallen zullen worden onderzocht met behulp van theoretische technieken zoals o.a. dichtheidsfunctionaal theorie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Sahin Hasan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Supergeleidende ultradunne films, bestaande uit één of meerdere atomaire lagen, hebben recent een enorme interesse opgewekt, omwille van hun impact op fundamentele fysica en omwille van mogelijke toepassingen in energiezuinige electronica. Doordat kwantumopsluiting van belang is op de atomaire schaal, worden de supergeleidende eigenschappen sterk beïnvloed door de dikte, de geometrie en de structuur van de film. Sedert enkele jaren kunnen zulke ultradunne films experimenteel gegroeid worden in een zuivere, kristallijne vorm en gemanipuleerd worden met atomaire precisie. Op deze wijze werden al veel volstrekt nieuwe elektronische eigenschappen waargenomen en werden zelfs reeds prototypes van nieuwe veldeffecttransistoren gemaakt. Niettegenstaande deze toepassingen is de theorie voor deze nieuwe materialen helemaal nog niet doorgrond. Daarom willen we in dit project de invloed van atomaire wijzigingen in de ultradunne supergeleiders op de supergeleidende condensaten en hun elektronische structuur bestuderen met behulp van numerieke Bogoliubov-de Gennes simulaties. Deze wijzigingen zijn met name atomaire treden aan de rand, wanorde en de keuze van het substraat. We zullen nieuwe topologische toestanden bekijken (zoals vortices, fractionele vortices en skyrmionen) onder invloed van aangelegd magnetisch veld en elektrische stroom. Dit project zal uiteindelijk leiden tot een dieper begrip van de eigenschappen van deze fascinerende materialen en hoe men deze kan waarnemen met een scanning-tunnelingmicroscopie (STM).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Covaci Lucian
• Mandaathouder: Zhang Lingfeng

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Veel-deeltjes effecten in transitie metaal dichalcogenides zullen worden onderzocht. O.a. de bindingsenergie van excitonen, geladen excitonen en biexcitonen zullen worden berekend gebruikmakend van verschillende theoretische benaderingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Zarenia Mohammad
• Mandaathouder: Van der Donck Matthias

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We stellen twee elektron-holte gekoppelde quasi-eendimensionale (1D) grafeennanostroken voor als een nieuwe nanostructuur om superfluïditeit te observeren bij verbeterde superfluïde parameters. Het doel van dit project is het onderzoeken van de eigenschappen van de superfluïde toestand van dubbele armchair grafeennanostrook devices, om zo het experimenteel onderzoek te sturen en hoge-Tc elektron-holte superfluïditeit te realiseren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Zarenia Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De transporteigenschappen van grafeen afgezet op boronnitride of op andere grafeen lagen worden sterk gewijzigd als gevolg van een geïnduceerde periodieke potentiaal. Door een zwakke (van der Waals) tussenlaag koppeling, wordt de relatieve discrepantie een belangrijke aanpasbare parameter. De invloed van substraatmodificaties (rotatie, spanning) op transport eigenschappen zullen numeriek worden onderzocht (experimenten Manchester groep).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gebruik makend van gedetailleerde theoretische voorspellingen en atomaire -schaal karakterisering doormiddel van scanning tunneling microscopie data (bekomen door experimentatoren van de Universiteit van Arkansas, USA) worden de stochastische eigenschappen van grafeen membranen bestudeerd. Dit zal ons toelaten om inzicht te krijgen in de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor het regelen van de spanningsdistributie in vrijstaand grafeen en de stochastische eigenschappen van een grafeen membraan.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Neek-Amal Mehdi

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Zarenia Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Leenaerts Ortwin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Sinds de "Grafeen-revolutie", is er veel vooruitgang gemaakt in zowel het maken als het begrijpen van één-atoomlaag-dikke twee-dimensionale kristallen. Tot recent werd gedacht dat supergeleiding - de eigenschap dat sommige materialen vertonen waarbij alle elektrische weerstand wegvalt onder een bepaalde temperatuur — niet zou kunnen bestaan in zulke systemen. Het spreekt voor zich dat, wanneer supergeleiding toch werd gevonden in een monolaag Pb op een Si substraat, er een debat ontstond over de preciese oorsprong van dit fenomeen. Daarnaast werd bevonden dat Sn, een lang bekende elementaire supergeleider, ook een topologische isolator is in de 2D limiet ("staneen" genaamd, naar analogie met grafeen), die elektrische stroom perfect kan geleiden langs de randen, maar blijft isoleren aan de binnenkant. Deze perfecte geleiding is enorm robuust tegen onzuiverheden en thermische fluctuaties, wat maakt staneen een perfecte kandidaat voor technologische toepassingen. Het is in dit kader dat het voorgestelde onderzoek plaats vindt. We willen het gedrag van verschillende metalen bestuderen in de twee-dimensionale limiet: eerst een enkele atoomlaag, dan laten we het aantal lagen één voor één toenemen, en bestuderen we de elektronische en fononische spectra met behulp van state-of-the-art numerieke technieken. Dit zal ons toegang geven tot de topologische aard van de elektronen, zowel als de oorzaak van nucleatie en mogelijke evolutie van supergeleiding, terwijl we nauw aan blijven leunen bij het experiment. Gezien de impact dat zowel supergeleiding als topologische isolatoren hebben gehad op het onderzoek tot dusver, kan de fundamentele en technologische relevantie van dit project nauwelijks overdreven worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Roelants Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De ontdekking van nieuwe koolstof materialen (zoals fullerenen, koolstof nanobuisjes, grafeen, …) heeft de afgelopen tien jaar de basis gelegd voor een volledig nieuwe, uitdagende tak van de vaste stof fysica. In dit project worden de elektronische eigenschappen van het tweedimensionale grafeen en multilaag varianten ervan onderzocht. Er wordt nagegaan hoe de elektronen met elkaar interageren en hoe het aantal lagen en de stapeling ervan deze eigenschappen beïnvloeden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Van Duppen Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Sorée Bart
• Mandaathouder: De Beule Christophe

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Kang Jun

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Na de ontdekking van grafeen is men begonnen met het exfoliëren van andere gelaagde materialen, waarvan TMD het meeste populair zijn. Hoewel bulk TMDs reeds lang werden onderzocht, hebben recente vooruitgangen in experimentele technieken geresulteerd in de ontdekking van vele unieke eigenschappen van enkele laag TMDs. Het doel van dit project is het onderzoek naar de mogelijke structurele fase-overgangen in multi-laag en monolaag TMD.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sahin Hasan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project beogen we het verkrijgen van theoretisch inzicht in het effect van opsluiting en de keuze van het substraat op de supergeleidiende eigenschappen van atomair dunne filmen, en dit als de dikte laag per laag gevarieerd wordt. Voor dit onderzoek zullen we steunen op ab initio studies van de structurele, elektronische en vibrationele eigenschappen van de filmen van enkele monolagen dik, en het Bogoliubovde‐Gennes en het Eliashberg formalisme toepassen om de supergeleidende eigenschappen van deze filmen te bestuderen, op basis van de input van de ab intio berekeningen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Saniz Balderrama Rolando

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Cakir Deniz

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoek van veel-deeltjes effecten in multilagen van grafeen en in gekoppelde multilagen. O.a. exciton superfluiditeit zal worden onderzocht in twee gekoppelde multilagen van grafeen. Een analoge studie zal worden uitgevoerd voor Wigner kristallizatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Zarenia Mohammad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Erasmus Mundus. UA levert aan Erasmus Mundus de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Roelants Sam

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Badalyan Samvel
• Co-promotor: Massoud Ramezani Masir
• Mandaathouder: Shakouri Khosrow

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Erasmus Mundus. UA levert aan Erasmus Mundus de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de federale overheid. UA levert aan de federale overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met behulp van grootschalige atomistische simulaties met de reactieve kracht veld benadering (ReaxFF) onderzoeken we de rooster thermische eigenschappen van gefluoreerde grafeen (FG). We zullen de invloed van effecten op de rooster thermische eigenschappen van FG onderzoeken, zoals bijv. roosterconstanten, rippeling enz. Het doel om recente experimentele metingen van de thermische eigenschappen van zowel volledig en gedeeltelijk bedekt grafeen door F-atomen te verklaren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Neek-Amal Mehdi

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit doctoraatsonderzoek is de realisatie van een kwantummechanische solver om het transport te onderzoeken in twee- en drie-dimensionale elektronengassen in het actieve gebied van junctieloze III-V structuren en devices. Een belangrijk aspect hierbij is de numerieke implementatie van de kwantum-transportvergelijking -bv. de Wigner-Liouville vergelijking- die de dominante kwantumeffecten beschrijven, de Schroedingervergelijking die de laterale opsluiting beschrijft en de Poisson-vergelijking die de lokale elektrostatische potentiaal beschrijft.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Sahin Hasan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Massoud Ramezani Masir

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De ontdekking van nieuwe koolstof materialen (zoals fullerenen, koolstof nanobuisjes, grafeen, …) heeft de afgelopen tien jaar de basis gelegd voor een volledig nieuwe, uitdagende tak van de vaste stof fysica. In dit project worden de elektronische eigenschappen van het tweedimensionale grafeen en multilaag varianten ervan onderzocht. Er wordt nagegaan hoe de elektronen met elkaar interageren en hoe het aantal lagen en de stapeling ervan deze eigenschappen beïnvloeden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Van Duppen Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Sorée Bart
• Mandaathouder: De Beule Christophe

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Gillis San

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om het potentieel te onderzoeken van een neiuwe klasse van halfgeleider-devices gebaseerd op de geometrie en architectuur van junctieloze III-V nanodraad-transistoren. Een belangrijk aspect hierbij is de noodzakelijkheid van een kwantummechanische beschrijving van de werkingsprincipes in de actieve device gebieden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Neek-Amal Mehdi

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Sahin Hasan

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project behelst de studie van het propageren van hoog frequente electromagnetische golven in gelaagde supergeleiders, dewelke beschouwd kunnen worden als meta-materialen vanwege hun anisotrope di\"{e}lektrische eigenschappen. Zij hebben niet alleen een laag verlies, compacte structuur, en niet-lineaire eigenschappen, maar bovendien laten deze structuren een unieke controle toe over de propagatie van de electromagnetische golven, die niet in gewone materialen aangetroffen wordt. Tevens worden Quantum meta-materialen beschouwd in een ketting van identieke supergeleidende ladings-qubits in een supergeleidend resonant systeem. In zo 'n medium worden de eigenschappen van het systeem bepaald door coherente quantum dynamica, wat leidt tot een interessante fysische processen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Berdiyorov Golibjon

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het onderzoek in het domein van de theoretische studie van nanogestructureerde supergeleiders is meer bepaald gewijd aan de theoretische behandeling van de vortex materie in nanogestructureerde lage Tc supergeleiders en supergeleider / ferromagneet heterostructuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Berdiyorov Golibjon

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Leenaerts Ortwin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De focus van het project is gericht op een analytische beschrijving van interagerende elektronen in nieuwe kwasi-één-dimensionale grafeen-gebaseerde systemen: gedeeltelijk doorgesneden nanobuisjes en kwantum spin Hall (QSH) randtoestanden. In tegenstelling tot hun hoger-dimensionale tegenhangers, vertonen zulke systemen vaak Luttingervloeistof gedrag, in plaats van het Fermi-vloeistof gedrag, dit wil zeggen dat de fundamentele excitaties geen individuele quasi-deeltjes meer zijn, maar dichtheidsgolven die elk lading of spin kunnen meedragen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zullen nieuwe (gelaagde) oxidematerialen gekarakteriseerd worden om inzicht te verschaffen in hun macroscopische eigenschappen. Het gebruik van technieken zoals (raster) transmissie-elektronenmicroscopie en elektronen energieverliesspectroscopie, levert informatie tot op atomaire schaal dankzij de verbeterde resolutie van de QU-Ant-EM microscoop. Verschillende dataverwerkingsmethoden zullen vergeleken en aangepast worden om de beschikbare informatie die verkregen wordt bij zulke experimenten maximaal te benutten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Verbeeck Johan
• Mandaathouder: Lichtert Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Budagosky Jorge

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de federale overheid. UA levert aan de federale overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Shanenko Arkady

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Berdiyorov Golibjon

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met mogelijke toepassingen in de op koolstof gebaseerde elektronica en spintronica, nano-poriën grafeen (NPG) heeft een groot potentieel. We gaan NPG theoretisch en / of computationeel bestuderen met behulp van microscopische tight-binding Hamiltonianen. Nadruk zal liggen op de invloed van defecten in de nano-poriën rooster en de verdeling van poriën maten en vormen op de band structuur en de magnetische eigenschappen van dit materiaal. Numerieke codes zullen worden ontwikkeld om te draaien op grafische verwerkingseenheden (GPU). De overname van een high-end GPU zal voordelig ook voor andere onderzoekers in de Condensed Matter Theory groep aan de UA door de invoering van GPU computing en het bieden van mogelijkheden om codes draaien op de nieuwe machine.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vele van de fascinerende eigenschappen van grafeen zijn een gevolg van het lineaire spectrum zonder bandkloof. De meeste elektronische toepassingen vereisen echter een bandkloof. In dit project onderzoeken we via ab initio berekeningen hoe het aanbrengen van een patroon op grafeen kan gebruikt worden om een bandkloof te realiseren. We focussen op grafeen/grafaan nanostroken, grafeen met geordende geadsorbeerde waterstof atomen en met geordende defecten, en hybride grafeenstucturen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Berdiyorov Golibjon

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de federale overheid. UA levert aan de federale overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het werkpaard van de fotovoltaïsche omzetting van zonlicht naar elektriciteit is de silicium-zonnecel. Het SILASOL project focust op nieuwe op silicium gebaseerde materialen voor PV toepassingen: door de vorm van het silicium-materiaal te veranderen (dunne wafers, nanodraden, ...) of de synthese methode (CVD, mechanische klieving, ...) verkrijgen de "nieuwe" silicium-materialen welbepaalde eigenschappen (bandkloop, kristalliniteit, ...) die voordelig kunnen zijn voor PV toepassingen. De technologie zal ontwikkeld worden in Imec (Leuven), de UA staat in voor de experimentele en computationele karakterisering van deze geavanceerde silicium-structuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Goovaerts Etienne
• Co-promotor: Magnus Wim
• Co-promotor: Wenseleers Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe peapodsystemen - moleculen opgesloten in koolstofnanobuisjes - worden onderzocht, op experimenteel en theoretisch niveau. Deze moleculaire arrangementen vertonen bijzondere eigenschappen vanwege de opsluiting in één dimensie. De in het project bestuurde systemen zijn gemengde C60/C70-fullereenpeapods, peapods van octasilasesquioxaan (H8Si8O12), van cubaan (C8H8), en van ferroceen ((C5H5)2Fe). Structurele en dynamische aspecten worden bestudeerd: clustering, rotationele en translationele bewegingen van de moleculen, oriëntationele orde/wanorde-verschijnselen en fase-overgangen, in functie van de diameter van het omringende koolstofnanobuisje en de temperatuur. De systemen worden onderzocht door middel van X-stralenverstrooiing, tevens zullen theoretische studies uitgevoerd worden ter interpretatie van de experimentele resultaten: optimale configuraties worden bepaald met behulp van fenomenologische potentialen met uitbuiting van de symmetrie van de moleculen en de omgeving (voor fullereenpeapods), Monte Carlo simulaties (voor octasilasesquioxaan- en cubaanpeapods), en ab initio berekeningen (voor ferroceenpeapods). Fullereencubaankristallen (C70.C8H8) worden eveneens onderzocht; met behulp van Monte Carlo simulaties wordt inzicht verkregen in het patroon van moleculaire oriëntaties bij lage temperatuur. Verder wordt een geoptimaliseerde Monte Carlo procedure ontwikkeld, gebruik makend van symmetrie-aangepaste functies voor een efficiënte berekening van intermoleculaire interacties. Deze methode zal enerzijds toegepast worden op fullereencubaankristallen, anderzijds zal zij uitgewerkt worden in haar algemeenheid.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Verberck Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het huidige project is gericht op het numeriek oplossen van de Bogoliubov-deGennes gemiddelde veld vergelijkingen die supergeleiding op een microscopisch niveau beschrijven, terwijl vroegere werken zich voornamelijk beperkten tot macro-en mesoscopische aspecten. Voor dit doel zal ik een nieuwe methode ontwikkelen om verschillende inhomogene situaties te kunnen beschouwen: de aanwezigheid van onzuiverheden, oppervlakken en tussenvlakken en/of magnetische velden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Covaci Lucian

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De afgelopen 20 jaar is er in de wetenschappelijke wereld veel aandacht gegaan naar de niet-conventionele supergeleiders. Binnen deze groep dook onlangs (2005) nog een andere klasse op - niet-centrosymmetrische supergeleiders (NCS). Deze hebben een kristalstructuur zonder inversiecentrum, en binnen dit project bestuderen we de exotische breking van zowel ruimtelijke- als tijdsinversiesymmetrie van supergeleidende fenomenen in mesoscopische NCS samples.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het gebruik van symmetrie-aangepaste rotatorfuncties bij Monte Carlo simulaties van molecuulkristallen wordt uitgewerkt. De methode wordt algemeen geformuleerd en vervolgens toegepast op C60.C8H8 en C70.C8H8 fullereencubaankristallen. Verder wordt de rol van de bilineaire translatierotatiekoppeling in C60.C8H8 en C70.C8H8 onderzocht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verberck Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project behandelt 3D magnetische elementen op nanoschaal en kamertemperatuur, die sinds kort experimenteel realiseerbaar zijn. We zullen de 3D magnetisatie omdraaiing in diverse polyeders en kern-schil-structuren bestuderen, waarin de competitie tussen geometrie en anisotropie de nieuwe fenomenen verrijkt. Inzicht in de achterliggende fysica zal tot nieuwe principes leiden voor 3D-magnetische dataopslag en verbeterde logische eenheden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Libal Andreas

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De doelstelling van dit project is de theoretische studie van de elektronische eigenschappen van: - Lateraal en radiaal nanogestructureerde kwantumdraden. We zullen zowel de optische als de transporteigenschappen onderzoeken. - Niet-homogene kwantumdraden. Studie van de effecten t.g.v. de geometrische fluctuaties (laterale variaties in de straal), t.g.v. wanorde, en t.g.v. verstrooiing aan onzuiverheden en fononen op het elektrisch transport.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Terahertz (THz) wetenschap en technologie zijn hoogst toepasselijk over alle wetenschappelijke gebieden. Ondanks enkele al gerealiseerde THz bronnen, is er nog altijd gebrek van concept voor een single-chip en controleerbaar THz toestel. In dit project willen wij controle van THz straling bestudeeren in artificiëele supergeleidende/magnetische multilagen, of hoog-Tc en ferromagnetische supergeleiders, gebruikend de THz frequentie van Josephson plasmagolven en hun interactie met magnetische inclusies en/of extern veld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Avetisyan Artak

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Hybride nanostructuren, bestaande uit een supergeleidende en een ferromagnetische metallische component, worden recent erkend als een van de meest interessante studieobjecten, vooral omwille van de fascinerende eigenschap dat deze structuren twee antithesen in de fysica van de gecondenseerde materie in zich verenigen, m.n. supergeleiding en ferromagnetisme. Op nanometer schaal leidt deze combinatie tot verschillende zeer interessante aspecten voor zowel het fundamenteel als het toegepast onderzoek. Het doel is om dergelijke hybriede composieten op theoretische basis uit te werken en vervolgens te synthetiseren. Anderzijds is spintronics momenteel een zeer uitdagend en zich snel ontwikkelend domein binnen de fysica van de gecondenseerde materie dat zowel de spin als de lading van dragers in elektronische instrumenten beoogt te controleren. Spintronische samples combineren in zich de eigenschappen van magnetische en semi-geleidende materialen, waardoor zij geacht worden snel te zijn, niet-volatiel en versatiel, en in staat tot het simultane opslaan en verwerken van data aan een lage energie-kost.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nieuwe eigenschappen in nano-gestructureerde halfgeleider ¿ magneet ¿ supergeleider hybriden zullen theoretisch onderzocht worden. Verschillende bi- en multi- component hybride structuren worden onderzocht met het oog op toegenomen functionaliteiten voor supergeleidende en spintronica devices. De voorgestelde samenwerking bestaat uit de groep 'Theorie van de gecondenseerde materie' (TGM/UA) en het 'Institute for Theoretical Sciences (ITS)' (University of Notre Dame, USA).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Doelstellingen 1. Onderzoek naar het effect van de eindige grootte van het systeem. Studie naar kristallisatie, smelten, glasvorming. 2. Onderzoek naar de lineaire en niet lineaire dynamica van zulke systemen onder invloed van een externe kracht. ¿ Lineair: Onderzoek naar diffusie eigenschappen in een polydispers systeem en de invloed van de dimensionaliteit van het systeem. ¿ Niet-lineair: Het onderzoek naar de invloed van een vloeistofstroom waarin zich colloïdale deeltjes bevinden. Hierbij wordt nagegaan onder welke voorwaarden er scheiding tussen de verschillende soorten deeltjes optreedt. De stroom van deeltjes in een monodispers systeem in een rooster zal onderzocht worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Nelissen Kwinten

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het dit project worden ab initio totale-energieberekeningen uitgevoerd in het pseudopotentiaal dichtheidsfunctionaaltheorie-formalisme (DFT) voor experimenteel gerealiseerde nanoclusters en nanodraden. Deze aanpak laat toe om op atomaire schaal de structuur van deze halfgeleider nanokristallen te bestuderen, en de elektronische structuur en de ladingsdichtheid van de valentie-elektronen te bepalen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Peelaers Hartwin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Terahertz (THz) technologie is toepasselijk in verschillende wetenschappelijke gebieden. Ondanks de reeds gerealiseerde THz bronnen, is er nog altijd gebrek aan een enkel-chip en frequentie regelbaar THz toestel. In dit project willen wij de controle van THz straling bestuderen in artificiëele supergeleidende/magnetische multilagen, of hoge-Tc en ferromagnetische supergeleiders, door gebruikte maken van de THz frequentie van Josephson plasmagolven en hun interactie met magnetische inclusies en/of uitwendig veld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Libal Andreas

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De sabbatical zal zich rond drie onderwerpen concentreren: - het onderzoek over klassieke gecorreleerde systemen - nanogestructureerde halfgeleiders - experimentele en theorietische studie van grafeen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds een privé-instelling. UA levert aan de privé-instelling de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Nanotechnologie is de technologie van de 21ste eeuw. De belangrijkste geindustrialiseerde landen intensifiëren hun onderzoek in materiaal wetenschappen met een focus op nanotechnologie. Kwantum mechanische principes in nanogestructureerde materialen vertegenwoordigen één van de meest opwindende gebieden van de moderne fysica. Nanogestuctureerde supergeleiders ladingsdragers en het verschijnen van gekwantiseerde flux lijnen (vortices) in de aanwezigheid van een magneetveld. Het voorgestelde onderzoek is gericht op een fundamentele studie van de niet-lineaire dynamica van flux kwanta in NSSG en van interdisciplinaire topics die hiermee verband houden. De belangrijkste doelstellingen zijn: -Ontwikkeling van nieuwe benaderingen bij de studie van de niet-lineaire dynamica van magnetische flux kwanta in NSSG. Voorstellen van nieuwe efficiënte manieren ter manipulatie van de flux beweging en de studie van de kritische parameters van NSSG. -Begrijpen van de niet-lineaire dynamica van anti-vortices in NSSG. Het uitwerken van een voorstel voor de experimentele verificatie van anti-vortices. -Begrijpen en berekenen van de afhankelijkheid van de kritische temperatuur van de grootte en vorm van supergeleidende nano-korrels. -Studie van de niet-lineaire dynamica en de principes van zelfassemblage van colloidale binaire mengsels. -Begrijpen van de kinetica van nano-clusters, de invloed van de omgeving, vorming van oppervlakken, etc.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Misko Vyacheslav
• Co-promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De doelstellingen van het project zijn: Het begrijpen en bepalen van de parameters die de orde bepalen in polydispersieve oneindige Q1D en 2D sterk interagerende systemen bestaande uit klassieke deeltjes. Studie van kristallisatie, glasvorming, en smelten. Onderzoek van de overgang van 1D naar 2D Studie van de lineaire en niet-lineaire dynamica van zulke systemen onder invloed van een externe kracht. Lineair: normale modes (nI. fononen) en het effect van dimensionaliteit en correlatie op diffusie. Niet-lineair: beweging in de aanwezigheid van obstakels of doorheen constricties. We onderzoeken o.a. pinning, depinning en verstopping ('jamming') van het sterk gecorreleerd polydispersief systeem.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project willen wij kwantum-afmeting regime in hoogkristallijne metallische supergeleiding nanodraden en nanofilms onderzoeken. Wij zullen de volgende aspecten bestuderen: (i) het kritieke magneetveld als functie van de dikte (met en zonder inachtname van spin); (ii) nieuwe toestanden van het Andreev-type, geinduceerd door de kwantumopsluiting in supergeleidende nanostrukturen; (iii) de kritieke stroomsterkte in nanodraden en nanofilms.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Shanenko Arkady

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Terahertz technologie is hoogst toepasselijk over alle wetenschappelijke gebieden. Ondanks enkele al gerealiseerde THz bronnen, is er nog altijd gebrek van concept voor een controleerbaar THz toestel. In dit project willen wij controle van THz straling bestudeeren in hoog-Tc en magnetische supergeleiders, en artificiële hybriden, gebruikend de THz frequentie van Josephson plasmagolven en hun interactie met magnetische inclusies en extern veld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Theoretische studie van correlatieeffecten in klassieke en kwantum systemen zoals o.a. laag dimensionele systemen bestaande uit colloïdale deeltjes, stofferige plasma's en nanostrukturen gemaakt van supergeleiders en grafeen. Teams met complementaire expertise in computationele technieken en met een gemeenschappelijke interesse in multi-disciplinaire onderwerpen worden samengebracht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Berdiyorov Golibjon

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het voorgestelde project zullen de fysische eigenschappen van individuele nanocellen en clusters en grote roosters van nanocellen bestudeerd worden. De belangrijkste activiteiten zullen zich concentreren op nanodraden, kwantumstippen, clusters en nano-gestructureerde films. De nanosystemen zullen samengesteld zijn uit halfgeleiders, metalen (bv. supergeleiders of ferromagneten), koolstof, oxides, organische materialen en combinaties van deze materialen. Deze laatste worden ook hybride systemen genoemd en bieden een extra flexibiliteit om de eigenschappen van nanosystemen op maat te maken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Van Tendeloo Staf

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Doelstellingen van het project: (i) De optimalisatie van de preparatie en patroonvorming van op grafeen gebaseerde lagen waarop biomoleculen vastgehecht worden en (ii) het begrijpen van de magnetotransporteigenschappen van zulke lagen in een breeed temperatuursgebied voor en na het vasthechten van de biomoleculen. De inzichten die resulteren uit deze studies zullen gebruikt worden om een gevoelige, elektronische monitoring te ontwikkelen voor specifieke biologische processen in een waterig midden, inclusief de denaturatie en rehybridisatie van DNA en de herkenning van antigenen door antilichamen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het onderzoek is gericht op de fundamentele studie van nieuwe supergeleidende (SG) materialen waarbij de flux beweging wordt gecontroleerd doormiddel van nano-structurering. Dit leidt tot een sterke verhoging van de kritische elektrische stroom en kritisch magneetveld. Dit project omvat de studie van: (i) gecontroleerde flux beweging in nano-gestructureerde SGs met pinning centra; (ii) nieuwe vortextoestanden met inbegrip van vortex-clusters en de reuze vortextoestand geinduceed doormiddel van pinning en inperking.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Misko Vyacheslav

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De vortex toestand in mesoscopische en nano-gestructureerde supergeleiders zal worden onderzocht wanneer een supergeleider wordt gecombineerd met een magnetisch materiaal. De gekoppelde niet-lineaire Ginzburg-Landau vergelijkingen zullen worden opgelost met behulp van de methode van 'simulated annealing'.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Doria Mauro

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Verberck Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De hoofdthema's van het onderzoeksproject zijn de studie van de structurele en elektronische eigenschappen van nanostructuren en klassieke clusters. Hoewel beide thema's op het eerste zicht geen verband houden met elkaar is er toch een belangrijk raakvlak: beide zijn computationeel erg zware problemen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In het dit project worden ab initio totale-energieberekeningen uitgevoerd in het pseudopotentiaal dichtheidsfunctionaaltheorie-formalisme (DFT) voor experimenteel gerealiseerde nanoclusters en nanodraden. Deze aanpak laat toe om op atomaire schaal de structuur van deze halfgeleider nanokristallen te bestuderen, en de elektronische structuur en de ladingsdichtheid van de valentie-elektronen te bepalen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Peelaers Hartwin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Studie van de elektronische eigenschappen van kwantumdraden door gebruik te maken van k.p-theorie. Studie van de exciton eigenschappen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Redlinski Pawel

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is nieuwe kwantum fenomenen te onderzoeken, gebaseerd op interactie tussen supergeleiders (SG) en ferromagneten (FM) wanneer die samengebracht worden op een nanoschaal. De vortexstructuren bestaande uit SG/FM hybride nanostructuren zullen theoretisch bestudeerd worden, in systemen zoals SG filmen met ingebedde FM clusters, en submicron 3D SG/FM samples.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De wisselwerking tussen C60 en andere fullereenmoleculen opgesloten in koolstofnanobuisjes wordt berekend. De relevantie van de precieze structuur van het koolstofnanobuisje wordt nagegaan. De interne trillingsmodes van de C60-moleculen worden met numerieke en analytische methodes onderzocht en vergeleken met Raman-verstrooiingsexperimenten. De oriëntatie van fullereenmoleculen als functie van de diameter van het nanobuisje wordt bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verberck Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project situeert zich in het gebied van nanoschaal opsluiting van het condensaat en de flux in supergeleiders en supergeleider/ferromagneet hybriden. Het project zal zich toespitsen op de volgende belangrijke nieuwe onderwerpen : - nanoschaal evolutie van Tc en de energiekloof in individuele 3D-structuren; - controleren van de vortexpatronen en komen tot vortexmanipulatie in supergeleiders en S/F-hybriden met nanoschaal pinningcentra.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Tempere Jacques

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project hoort tot het gebied van sterk gecorreleerde Coulomb systemen. In het project willen we ons concentreren op: 1) sterke Coulomb correlaties van stof deeltjes in een plasma omgeving, en 2) de depositie van zulke stof deeltjes op vaste oppervlakken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het berekenen van stress en strain is niet enkel belangrijk in ingenieursproblemen, maar o.a. ook in zelf-georganiseerde kwantumstippen. In dit project wensen we de strain te berekenen voor complexe geometrieën en samenstellingen van zulke kwantumstippen met de elasticiteitstheorie zoals die ook door ingenieurs gebruikt wordt. We zullen dit doen met de onder ingenieurs populaire eindige elementen methode. De resultaten zullen dan als input gebruikt worden voor elektronische structuurberekeningen van deze kwantumstippen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van het project is om de koppeling tussen elektronen en de magnetische ionen, in het bijzonder Mn-ionen, in halfgeleider kwantumstippen te onderzoeken. Een klein aantal Mn ionen wordt in een kwantumstip geplaatst. De elektronische eigenschappen zullen afhangen van de koppeling met de magnetische ionen, maar ook van de positie van de ionen in het systeem. Een theoretische studie zal worden uitgevoerd van de magnetische en optische eigenschappen van dit nieuw type van nanostructuur.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Baelus Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van het project is het realiseren van een theoretische studie over vrijstaande nanodraden en aangezien studies hierover praktisch onbestaande zijn kunnen we als één van de eersten bijdragen tot dit onderzoek. De bestaande theoretische studies zijn beperkt tot halfgeleider draden die ingebed zijn in een andere halfgeleider of tot metallische whiskers zoals o.a. Bi. De voorgestelde studie van de vrijstaande draden bestaat uit twee grote luiken, nl. onderzoek naar de transport- en optische eigenschappen van een kwantumdraad.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Slachmuylders An

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Doelstelling: In dit project wens ik ab initio totale-energieberekeningen uit te voeren in het pseudopotentiaal dichtheidsfunctionaaltheorie-formalisme voor experimenteel gerealiseerde nanoclusters en nanodraden. Deze aanpak laat toe om op atomaire schaal de structuur van deze halfgeleider nanokristallen te bestuderen, en de elektronische structuur en de ladingsdichtheid van de valentie-elektronen te bepalen. Methodologie: Een voorspelling van de elektronische en geometrische structuur vereist een kwantummechanische bereking van de totale energie, die vervolgens geminimaliseerd wordt door de posities van de atomen te wijzigen. Zulke berekeningen zijn enkel mogelijk als een aantal benaderingen worden gemaakt. Ten eerste de Born-Oppenheimer benadering die het veel-deeltjes probleem reduceert tot het oplossen van het elektronenprobleem voor een vaste configuratie van de kernen. Vervolgens wordt het resulterende probleem van sterk interagerende elektronen geformuleerd als dat van 1 elektron in een niet-lokale potentiaal via het dichtheidsfunctionaaltheorie-formalisme. Deze niet-lokale potentiaal is niet gekend, en moet dus benaderd worden (typisch LDA of GGA in totale-energieberekeningen). De pseudopotentiaaltheorie laat toe om de sterke interactiepotentiaal tussen de elektronen en de kernen te vervangen door een veel eenvoudigere, zwakkere interactiepotentiaal (en dus computationeel heel wat eenvoudiger) die alle eigenschappen van de valentie- elektronen correct beschrijft. Tenslotte moeten we nog gebruik maken van de supercel-benadering als we aperiodische configuraties wensen te beschrijven en wensen gebruik te maken van Blochs theorema. Het is evident dat dergelijke ab initio berekeningen computationeel erg intensief zijn en het totaal aantal elektronen dat kan beschouwd worden is daarom beperkt. Het maximaal aantal is typisch enkele honderden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Peelaers Hartwin

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is een theoretische beschrijving te geven van meetbare effecten en fenomenen in begrensde supergeleidende systemen van submicron afmetingen. Moderne electronenlithografie maakt het mogelijk om systemen te fabriceren met afmetingen kleiner dan de supergeleidende coherentielengte waardoor het kwantummechanische karakter van de electronen een belangrijke rol gaat spelen bij lage temperaturen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Baelus Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ab initio totale-energieberekeningen zullen uitgevoerd worden in het pseudopotentiaal dichtheidsfunctionaaltheorie formalisme voor de recent experimenteel gerealiseerde vrijstaande Si, Ge, ZnO, ... nanodraden. Deze aanpak laat toe om de atomaire en elektronische structuur van nanodraden te bestuderen. Ook de invloed van externe moleculen (zoals de ladingsoverdracht) zal bestudeerd worden, om inzicht te verkrijgen in het functioneren van de draad als nanosensor.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ab initio totale-energieberekeningen zullen uitgevoerd worden in het pseudopotentiaal dichtheidsfunctionaaltheorie formalisme voor de recent experimenteel gerealiseerde vrijstaande halfgeleider nanodraden en nanoclusters. Deze aanpak laat toe om de atomaire en elektronische structuur van de nanodraden en -clusters te bestuderen. Ook de invloed van externe moleculen (zoals de ladingsoverdracht) zal bestudeerd worden, om inzicht te verkrijgen in het functioneren van de draad als nanosensor.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om de studie van vortices in mesoscopische supergeleiders een grote stap vooruit te helpen door mijn theoretische berekeningen in het kader van de niet-lineaire Ginzburg-Landautheorie te koppelen aan de nieuwe experimentele resultaten. De huidige experimentele vooruitgang betekent immers een unieke kans voor mijn onderzoek. In het bijzonder zullen we ons concentreren op de studie van giant-vortextoestanden en vortexschillen in dunne mesoscopische supergeleiders en driedimensionale vortices in realistische geometrieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Baelus Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Theoretische studie van de mesoscopische fysica van de elektronische en opto-elektronische eigenschappen en ook de elektronische transport eigenschappen van laag-dimensionele halfgeleider of metallische structuren die als actieve elementen kunnen functioneren in toekomstige nanodevices.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is het realiseren van een theoretische studie van de elektronische eigenschappen van kwantumdraden en kwantumringen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Modellering van halfgeleidernanodraden en supergeleidernanostructuren. Onderzoek van de optische en elektrische eigenschappen van nanodraden voor sensor toepassingen. Ab initio berekenningen van de elektronische structuur van nanomaterialen. Drie dimensionele meso- en nano-supergeleiders zullen worden onderzocht door gebruik te maken van respectievelijk de Ginzburg-Landau benadering en het Richardson formalisme.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit is een 'network of excellence' gewijd aan een geintegreerde en cohesieve benadering van het onderzoek en de kennis in het gebied van zelf geassembleerde halfgeleider nanostructuren. Deze nanostructuren kunnen dan vastgezet worden door de depositie van lagen van het substraat material. Door een variatie van halfgeleider materialen, de groei condities, en door een vertikale opeenstapeling van nanostructuren, is het mogelijk om een rijke varieteit van nieuwe materialen te produceren voor de studie van de fundamentele eigenschappen van sterk ingeperkte systemen, en voor de ontwikkeling van geavanceerde elektronische en opto-elektronische devices.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Vagov Alexei

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeksgemeenschap tussen verschillende Vlaamse, Waalse en buitenlandse laboratoria. De volgende onderzoeksthema's zullen worden bestudeerd: studie van metallische clusters; magnetische eigenschappen van nanostructuren; spinafhankelijke verstrooiing; optische eigenschappen; studie van twee dimensionele elektrongassen en kwantumstippen; theoretische modellering van nanostructuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Drie systemen zullen worden bestudeerd: 1) deeltjes met aantrekkende krachten, 2) deeltjes met afstotende krachten en opsluiting, en 3) negatieve mobiliteit in Coulombsystemen. Ginzburg-Landau dichtheidsfunctionaaltheorie en Monte Carlo simulaties in combinatie met de gradientmethode zullen aangewend worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project bestuderen we de effecten van correlaties in zowel kleine kwantummechanische als klassieke systemen. In het kwantummechanische deel van dit project zal het huidige onderzoek van de elektronische eigenschappen van kwantumstippen en gekoppelde kwantumstippen verder gezet worden en uitgebreid worden tot multi-excitonen en kwantumdraden. In het klassieke deel wordt met behulp van moleculaire dynamica technieken dynamische eigenschappen van klassieke clusters bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met dit project wil ik een samenwerking uitbouwen met de experimentele groep van Prof. Kadowaki in Tsukuba (Japan) over het behalen van de vortexposities in dunne mesoscopische supergeleiders. Recent is deze groep er immers in geslaagd om vortices te visualiseren. Anderzijds hebben wij de kennis om de vortexposities theoretisch te bepalen. Deze samenwerking zou een unieke gelegenheid zijn om onze theoretische resultaten te koppelen aan de experimentele.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Baelus Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Molnar Balazs

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit is de verlenging van het Canadees Europees onderzoeksinitiatief over nanostructuren. Het behelst voornamelijk de uitwisseling van onderzoekers en de organizatie van gemeenschappelijke workshops. De Universiteit Antwerpen zal o.a. samenwerken met Prof. Vasilopoulos (Montreal) en Dr. Hawrylak (NRC, Ottawa).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is een theoretische beschrijving te geven van meetbare effecten en fenomenen in begrensde supergeleidende systemen van submicron afmetingen. Moderne electronenlithografie maakt het mogelijk om systemen te fabriceren met afmetingen kleiner dan de supergeleidende coherentielengte waardoor het kwantummechanische karakter van de electronen een belangrijke rol gaat spelen bij lage temperaturen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Baelus Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De eigenschappen van de excitoncomplexen in halfgeleidernanostructuren zullen worden onderzocht. In het bijzonder zullen we de energietoestanden en de optische eigenschappen van de excitoncomplexen in kwantumdraden en kwantumstippen onderzoeken. De afwijkingen van het idealistische beeld in realistische nanostructuren t.g.v. het groeiproces zal ook in rekening gebracht worden. Het effect van externe magnetische velden zal ook worden onderzocht.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Riva Clara

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Training in de fysica van strong gecorreleerde systemen. Zowel kwantum als klassieke stippen en moleculen, colloidale deeltjes, `dusty' plasmas,' worden bestudeerd. Training in numerieke technieken, eindige differentie methoden, Monte Carlo en moleculaire dynamica simulaties, dichtheidsfunctionaal en Hartree-Fock theorie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Theoretische studie van thermodynamische eigenschappen en tjidsafhankelijke fenomenen in opgesloten systemen. Een onderzoek naar de drijvende krachten achter ordening. Het doel is om de onderliggende principes te vinden die leiden tot ordening en smelten in verschillende twee-dimensionale experimenteel realizeerbare systemen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De kwantum mechanische principes die aan de basis liggen van `spintronics' zullen worden bestudeerd. Spin afhankelijk tunnelen, spin coherentie en spin injectie zullen worden bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zal een aanvang gemaakt worden van de uitbreiding van DFT naar de beschrijving van geexiteerde toestanden en `N-representable' densiteits matrices. Met het oog op het beter begrijpen van optische eigenschappen van halfgeleiders zullen correlatie effecten op exitonen en spin transport bestudeerd worden. Het lange-afstand character van coulomb interacties zal bestudeerd worden aan de hand van studies van magnetische effecten op clusters van 3d transitie metalen. Tenslotte zullen om de performatie van een aantal DFT-functionalen te evalueren, studies doorgevoerd worden aan moleculen en clusters van belang voor de farmaceutische industrie en de nano-technologie sector.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit is een Marie Curie postdoctorale fellowship voor Dr. Egidijus Anisimovas. Sterk interagerende elektronen in ingeperkte en uitgebreide bi-lagen zullen worden bestudeerd met behulp van veel-deeltjes technieken waar een meer gesofistikeerde beschrijving dan de gemiddelde veld benadering nodig is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Studie van Coulomb-gecorreleerde electron-gat systemen, i.e. excitoncomplexen. Er zal nagegaan worden wat de invloed is van de dimensionaliteit van het halfgeleider systeem; de vorm van de opsluiting; de interactie met de fonon modes van de halfgeleider, en de invloed van een extern veld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Riva Clara

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Devreese Jozef
• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Brosens Fons
• Co-promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie
• Theorie van kwantumsystemen en complexe systemen

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Als voornaamste onderdeel van optische telecommunicatienetwerken en dataopslag (CD), zijn halfgeleiderlasers een essentieel deel van de informatierevolutie. In dit project zullen we de magneto-optische eigenschappen van zelf-georganiseerde kwantum-dots bestuderen. Ons doel is theoretisch de experimenten te ondersteunen die de effecten van kwantummechanische koppeling bestuderen om hun bruikbaarheid in lasers te verhogen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het project beoogt een theoretische studie van de eigenschappen van ladingsdragers in structuren met een gereduceerde dimensie bestaande uit halfgeleiders of de hoge temperatuur supergeleiders.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Mandaathouder: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit is een EU-netwerk dat een samenwerking beoogd tussen 5 labo's uit de volgende landen: België, Duitsland, Engeland en Frankrijk. Dit netwerk wordt gecoordineerd door F. Peeters. Experimenteel en theoretisch onderzoek zal worden verricht aan nieuwe mesoscopische structuren waarbij vrije elektronen bewegen boven een gestructureerd oppervlak van vloeibaar helium. De wisselwerking tussen elektroncorrelaties, inperking en de graad van kwantum ontaarding zal worden bestudeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Theoretische studie van de responseigenschappen van mesoscopische systemen en artificiële nanostructuren bestaande uit halfgeleiders of supergeleiders. Centraal bij deze studie is dat dergelijke systemen bestaan uit een eindig aantal vrijheidsgraden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Brosens Fons
• Co-promotor: Devreese Jozef
• Co-promotor: Lemmens Lucien

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het verwerven van een dieper inzicht in het probleem van spin correlaties en de rol van mobiele ladingsdragers in de overdracht van spin orientaties. Dit door de incorporatie van individuele gelokaliseerde magnetische momenten en/of hun clusters in halfgeleiders of verdunde magnetische halfgeleiders of halfmagnetische halfgeleiders. Studie van spin afhankelijke verstrooiing van mobiele ladingsdragers in "Giant" en "Colossal" magnetoweerstand.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeksgemeenschap tussen verschillende Vlaamse, Waalse en buitenlandse laboratoria. De volgende onderzoeksthema's zullen worden bestudeerd: studie van metallische clusters; magnetische eigenschappen van nanostructuren; spinafhankelijke verstrooiing; optische eigenschappen; studie van twee dimensionele elektrongassen en kwantumstippen; theoretische modellering van nanostructuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

• Theorie van de gecondenseerde materie

Project type(s)

• Onderzoeksproject