Onderzoek Cem Sevik

Abstract

SELEQT — Superconducting Electronics for Quantum Technology — is een serviceplatform voor geavanceerde simulatie, ontwerp en interpretatie van supergeleidende elektronische circuits voor kwantumtechnologieën. Het platform biedt simulatiehulpmiddelen gebaseerd op de Ginzburg–Landau-theorie voor het modelleren van kwantumsupergeleidende circuits onder realistische bedrijfsomstandigheden, waaronder stroom- en spanningsgestuurde regimes, externe magnetische velden, driedimensionale apparaatstructuren, meerlaagse architecturen en complexe geïntegreerde-circuitgeometrieën. SELEQT zal een flexibel software-ecosysteem ondersteunen met gelicentieerde simulatiecodes die zijn geoptimaliseerd voor verschillende wetenschappelijke doelen, apparaatschalen en computerarchitecturen. Gebruikers kunnen simulaties uitvoeren op dedicated SELEQT-computerclusters of geselecteerde codes op hun eigen infrastructuur implementeren, afhankelijk van licentie- en prestatievereisten. Het platform zal ook integratiemodules voor supergeleidende geïntegreerde circuits omvatten, waardoor apparaatspecifiek gedrag kan worden geanalyseerd binnen grotere circuit- en systeemomgevingen. Naast toegang tot software biedt SELEQT deskundige consultancydiensten voor zowel academische als industriële gebruikers. Deze diensten omvatten ondersteuning bij het toevoegen van nieuwe fysische of numerieke modules aan bestaande codes, het aanpassen van simulaties aan specifieke apparaatconcepten, het interpreteren van wetenschappelijke resultaten en het leveren van volledige probleemoplossende workflows op aanvraag. Door hoogwaardige simulatie van supergeleidende circuits, schaalbare rekenmiddelen en deskundige wetenschappelijke ondersteuning te combineren, wil SELEQT de ontwikkeling van de volgende generatie supergeleidende elektronica en kwantumtechnologieplatforms versnellen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Co-promotor: Rodrigues Cadorim Leonardo
• Co-promotor: Sevik Cem

Onderzoeksgroep(en)

• Computationele modellering van materialen voor nanowetenschap en innovatieve technologieën (COMMIT)01/09/2026 - 31/08/2027

Financiering

• IOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het IMPAQT-initiatief (Innovative Modelling in Physics and Quantum Technologies) heeft als doel de positie van de Universiteit Antwerpen in het snel evoluerende domein van de kwantumtechnologieën te versterken. Voortbouwend op recente onderzoeksvooruitgang biedt IMPAQT een samenhangend kader voor gecoördineerd onderzoek, gezamenlijke fondsenwerving en duurzame wetenschappelijke ontwikkeling. Hoewel stevig verankerd in de fysica, heeft IMPAQT een uitgesproken interdisciplinair karakter. Het initiatief bundelt expertise uit de fysica, wiskunde en informatica om uitdagingen binnen de kwantumtechnologieketen aan te pakken, van kwantumtheorie en kwantumalgoritmen tot de modellering van kwantummaterialen en kwantumsystemen op device-schaal. Bijzondere aandacht gaat uit naar supergeleidende en fotonische schakelingen als sleutelplatformen voor schaalbare kwantumtechnologieën. Door complementaire expertise te bundelen, creëert IMPAQT kritische massa in onderzoeksexcellentie, versterkt het de Europese concurrentiekracht en positioneert het de Universiteit Antwerpen als een zichtbare speler binnen het internationale kwantumtechnologielandschap.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Milosevic Milorad
• Mandaathouder: Sevik Cem

Onderzoeksgroep(en)

• Computationele modellering van materialen voor nanowetenschap en innovatieve technologieën (COMMIT)01/07/2026 - 30/06/2032

Financiering

• BOF

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Tweedimensionale transitiemetaaldichalcogeniden (TMDs) heterolagen zijn veelbelovend gebleken voor toekomstige valleytronische, spintronische en kwantumcomputer toepassingen dankzij hun vermogen om ruimtelijk gescheiden excitonen met sterke bindingsenergie en een lange stralingslevensduur te bevatten. Een volledige fysisch begrip van de energetica, de excitatiemechanismen en de dynamica van deze speciale quasideeltjes is echter nog niet bereikt. Bovendien zijn de optimale heterolaagstructuren van de vele alternatieven die langlevende interlaag excitonen kunnen bevatten nog niet experimenteel of theoretisch bepaald. Heterolaag TMD-engineering is in die zin zeer praktisch, aangezien de afstand tussen de lagen, de stapeling, de samenstelling van het TMD en het elektrische veld allemaal een ingrijpende invloed hebben op de opkomende excitonische eigenschappen. Bovendien bieden de "tweezijdige" Janus TMD (JTMD) -structuren (hoogwaardige fabricage is onlangs gerealiseerd) met een intrinsieke uit het vlak gerichte elektrische dipool, extra combinatiemogelijkheden voor een nog veelzijdigere excitonische optimalisatie. Daarom stellen we een zeer nauwkeurig ab initio computationeel raamwerk voor om het directe en indirecte excitonspectrum van TMD/JTMD en TMD/TMD/JTMD (TMD = MoS2, MoSe2, WS2, WSe2; JTMD = MoSSe, WSSe) 2D heterostructuren te onderzoeken. We zijn van plan de excitondynamica, inclusief de fonon-gemedieerde excitonexcitatiesnelheden, computationeel te karakteriseren, en de meest veelbelovende heterolaagkristallen, met ongekende excitonlevensduren voor toepassingen in geavanceerde opto-elektronica en opkomende kwantumtechnologie, te identificeren. Het voorgestelde computationeel rekenraamwerk zal ook bijdragen aan de ontwikkeling van een hedendaagse volledige ab initio modellering en de weg vrijmaken voor een fundamenteel begrip van de fysica van interlaag excitonen, en hun creatie- en annihilatiemechanismen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sevik Cem
• Mandaathouder: Manivannan Purushothaman

Onderzoeksgroep(en)

• Computationele modellering van materialen voor nanowetenschap en innovatieve technologieën (COMMIT)01/10/2024 - 30/09/2028

Financiering

• BOF

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)

• Computationele modellering van materialen voor nanowetenschap en innovatieve technologieën (COMMIT)01/11/2023 - 31/10/2027

Financiering

• FWO
• FWO

Project type(s)

• Onderzoeksproject