In operando vrstična tipalna mikroskopija drsečih valov gostote naboja
Oznaka in naziv projekta
Z1-60168 In operando vrstična tipalna mikroskopija drsečih valov gostote naboja
Z1-60168 In operando scanning probe investigations of charge density wave transport at the atomic scale
Logotipi ARIS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: dr. Marion Antonia Van Midden Mavrič
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
Vsebinski opis projekta
Kljub temu, da je niobijev triselenid (NbSe3) eden najbolj intenzivno preučevanih kvazi-eno-dimenzionalnih materialov, mehanizem nastanka valov gostote naboja niti v tem najbolj značilnem predstavniku VGN moduliranih materialov ni povsem pojasnjen. Valovi gostote naboja so v mnogih materialih, kot so na primer nekonvencionalni superprevodniki tudi tesno povezani s superprevodnostjo, zato je razumevanje njihovega nastanka v enostavnih sistemih, kot je NbSe3 ključen prispevek k razumevanju novih superprevodnih materialov. Nepojasnjen ostaja tudi mehanizem transporta ali drsenje VGN. To bi moralo v skladu z z modelom obnašanja VGN potekati brez izgub, a temu ni tako. Kljub mnogim predlaganim razlagam, nobena ne opiše vseh eksperimentalnih opažanj. V zadnjih letih pa se pojavljajo predlogi, da gre za kvantno koherentno obnašanje, ki ga lahko v določenih sorodnih materialih opazimo celo pri sobnih pogojih. Razvoj kvantno koherentnega obnašanja pri sobnih pogojih bi bil ključen za napredek kvantnih tehnologij, zato je razumevanje transportnega mehanizma NbSe3 in sorodnih materialov izjemnega pomena. V projektu predlagamo opazovanje površine kvazi-eno-dimenzionalnih kristalov NbSe3 s kombinacijo vrstične tipalne mikroskopije in mikroskopije na atomsko silo. To bomo izvedli s pomočjo nadgrajenega mikroskopa, ki ga razvijamo na IJS in bo, kot en redkih na svetu, omogočal tudi transportne meritve med skeniranjem. S tem bomo pridobili edinstvene informacije o lastnostih in mehanizmu nastanka valov gostote naboja v NbSe3 in primerljivih kvazi-eno-dimenzionalnih spojinah. Ker bo mikroskop eden redkih na svetu, ki bo omogočal preučevanje materialov in operando, torej med transportom, bomo lahko prek lokalnih meritev površine razločevali med različnimi predlaganimi transportnimi mehanizmi.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
Projekt je sestavljen iz štirih delovnih sklopov, od česar so prvi trije namenjeni odgovorom na tri ključna vprašanja, ki smo si jih zastavili v okviru projekta:
1. Izboljšati razumevanje mehanizma nastanka valov gostote naboja v značilnem predstavniku kvazi-eno-dimenzionalnih materialov, NbSe3 prek prvih meritev površine s kombinacijo vrstične tunelske mikroskopije in mikroskopije na atomsko silo.
2. Nadgraditi obstoječi vrstični mikroskop na Institutu Jožef Stefan, da bo omogočal preučevanje površin vzorcev s kombinacijo vrstične tunelske mikroskopije in mikroskopije na atomsko silo in operando, torej med transportom prek vzorca. Po nadgradnji bo mikroskop en redkih v Evropi, ki bo omogočal tak način merjenjea.
3. Razumeti transportni mehanizem ali drsenje valov gostote naboja v NbSe3 in primerljivih materialih prek prvih in operando meritev s tehnikami vrstične tipalne mikroskopije.
Zadnji, četrti delovni sklop pa je namenjen razširjanju rezultatov tako v obliki znanstvenih publikacij, kot tudi prek poljudnoznanstvenih kanalov in družabnih omrežij. Vsi podatki pridobljeni v okviru projekta bodo po koncu trajanja projekta javno objavljeni v primerni podatkovni bazi. Sproti lahko objave o projektu in delu v našem laboratoriju na sploh spremljate prek Instagrama, kjer nas najdete pod SPMLabLjubljana ter na spletni strani naše raziskovalne skupine stm.ijs.si v zavihku projekti.