Onderzoeksgroep

Theorie van de gecondenseerde materie

Expertise

High-performance computations for material physics problems (in the past applied to superconducting, magnetic, metal-semiconductor hybrid materials, as well as soft-hard matter hybrids, e.g. large biomolecules with metallic ions/atoms/nanoparticles). Description of quantum effects in atomically-engineered functional materials for specific electronic, magnetic, and/or optical performance. Design, engineering and characterization of electronic devices based on new functional materials.

Sluimerende chiraliteit in magnetische tweedimensionale materialen. 01/11/2020 - 31/10/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Piëzo- en flexo-elektriciteit aangedreven door inhomogene deformatie van 2D-materialen. 01/10/2020 - 30/09/2023

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)

Onderzoeksgroep(en)

Skyrmionica en magnonica in heterochirale magnetische films – een multischaal aanpak. 15/07/2020 - 14/07/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Bringing nanoscience from the lab to society (NANOLAB). 01/01/2020 - 31/12/2025

Abstract

Nanomaterials play a key role in modern technology and society, because of their unique physical and chemical characteristics. The synthesis of nanomaterials is maturing but surprisingly little is known about the exact roles that different experimental parameters have in tuning their final properties. It is hereby of crucial importance to understand the connection between these properties and the (three-dimensional) structure or composition of nanomaterials. The proposed consortium will focus on the design and use of nanomaterials in fields as diverse as plasmonics, electrosensing, nanomagnetism and in applications such as art conservation, environment and sustainable energy. In all of these studies, the consortium will integrate (3D) quantitative transmission electron microscopy and X-ray spectroscopy with density functional calculations of the structural stability and optoelectronic properties as well as with accelerated molecular dynamics for chemical reactivity. The major challenge will be to link the different time and length scales of the complementary techniques in order to arrive at a complete understanding of the structure-functionality correlation. Through such knowledge, the design of nanostructures with desired functionalities and the incorporation of such structures in actual applications, such as e.g. highly selective sensing and air purification will become feasible. In addition, the techno-economic and environmental performance will be assessed to support the further development of those applications. Since the ultimate aim of this interdisciplinary consortium is to contribute to the societal impact of nanotechnology, the NanoLab will go beyond the study of simplified test materials and will focus on nanostructures for real-life, cost-effective and environmentally friendly applications.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ionair transport en faseovergangen in alkali-geïntercaleerde tweedimensionale materialen met actieve sturing. 01/11/2019 - 31/10/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Transitiemetaal dichalcogeniden als uniek 2D platform voor collectief kwantumgedrag. 01/10/2018 - 30/09/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Atomair dunne supergeleidende elektronica - een multischaal aanpak. 01/01/2018 - 31/12/2021

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)

Onderzoeksgroep(en)

Gevorderde simulaties van topologische supergeleidende hybriden voor de tweede kwantumrevolutie 01/10/2018 - 15/12/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Computergesteund ontwerp van hetero-chirale magnonische componenten. 01/01/2017 - 31/12/2020

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)

Onderzoeksgroep(en)

Nieuwe elektronische eigenschappen van atomair-gestructureerde ultra-dunne supergeleidende films en de te voorschijn komende topologische toestanden. 01/10/2015 - 30/09/2018

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)

Onderzoeksgroep(en)

Superfluiditeit en supergeleiding in multicomponent kwantum condensaten. 01/01/2015 - 31/12/2018

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)

Onderzoeksgroep(en)

(Topologische) supergeleiding in atomair dunne metalen 01/10/2014 - 31/10/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Multischaal in Silico Studie van Multiband Supergeleiders. 01/10/2014 - 30/09/2015

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)

Onderzoeksgroep(en)

Supergeleiding per atoomlaag. 01/01/2014 - 31/12/2017

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)

Onderzoeksgroep(en)

Supergeleiding per atoomlaag. 01/10/2013 - 30/09/2014

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)

Onderzoeksgroep(en)

Numerieke experimenten met nieuwe supergeleidende materialen. 15/09/2013 - 14/07/2016

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)

Onderzoeksgroep(en)

Frustratie in Multiband Supergeleiders. 01/10/2012 - 04/08/2013

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)

Onderzoeksgroep(en)

Vortex materie in type-1.5 supergeleiders. 01/01/2011 - 31/12/2014

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)

Onderzoeksgroep(en)

Exotische sub-mesoscopische supergeleiders. 01/01/2011 - 31/12/2014

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)

Onderzoeksgroep(en)

Structurele karakterisering en groei modellering van metallische nanodraden gebaseerd op biomoleculaire templaten. 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Het hoofddoel binnen dit project is de groei van metallische nanodraden gebaseerd op biomoleculaire templaten via de bottom-up aanpak grondig te begrijpen zodat de eigenschappen van de nanostructuren (zoals diameter en bedekking) controleerbaar worden. Dit doel zal worden nagestreefd door het effect op de morfologie van verschillende parameters tijdens de groei experimenteel te bestuderen. De informatie verkregen met TEM en AFM zal worden gecombineerd met een theoretische analyse van de mogelijke interacties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studie van composiete supergeleidende nanodraden. 01/10/2009 - 30/09/2012

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)

Onderzoeksgroep(en)

Nanoschaal fenomenen in niet-centrosymmetrische supergeleiders. 01/07/2009 - 31/12/2013

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)

Onderzoeksgroep(en)

Nanostructurering van gelaagde supergeleidende systemen voor gecontroleerde terahertz straling. 01/01/2009 - 31/12/2011

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)

Onderzoeksgroep(en)

Supergeleider/ferromagnetische hybrieden, en spintronics in hybriede materialen. 01/10/2008 - 30/09/2018

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)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Nanogestructureerde halfgeleider/magneet/supergeleider hybriden. 01/10/2008 - 30/06/2013

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)

Onderzoeksgroep(en)

Nanostructurering van gelaagde supergeleidende systemen voor gecontroleerde terahertz straling. 01/10/2008 - 30/09/2009

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)

Onderzoeksgroep(en)

Iteratieve methoden voor lineaire en niet-lineaire Schrodingervergelijkingen. 01/01/2008 - 31/12/2011

Abstract

De doelstelling van dit project is om efficiënte computationele methoden te ontwikkelen, gebaseerd op moderne iteratieve Krylov methoden, om lineaire en niet-lineaire Schrödingervergelijkingen op te lossen. Dit zal het mogelijk maken om in de theoretische behandeling over te gaan van de benaderende 2D beschrijving naar de realistische 3D beschrijving. Deze methoden zullen worden toegepast op concrete fysische problemen: het oplossen van de niet-lineaire tijdsafhankelijke en tijdsonafhankelijke Ginzburg-Landau vergelijking voor de studie van de votex-structuur en -dynamica in mesoscopische supergeleiders en het oplossen van de Schrödingervergelijking voor realistische kwantumstippen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gecontroleerde terahertz straling in gelaagde supergeleidende systemen 01/01/2008 - 31/12/2009

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)

Onderzoeksgroep(en)

Prijs Onderzoeksraad 2007 (prijs F. Verbeure - fac. Wetenschappen). 19/12/2007 - 31/12/2007

Abstract

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Kritische en vortex fenomenen in magnetisch nanogestructureerde supergeleiders. 01/03/2006 - 31/12/2007

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)

Onderzoeksgroep(en)