Scheda progetto
Loghi
Progetto
Defect Engineered graphene for electro-thermal QUAntum TEchnology
Acronimo
EQUATE
Codice
PRIN2022Z7RHRS
Descrizione
La tecnologia quantistica promette di rivoluzionare la vita quotidiana con sistemi avanzati in calcolo, telecomunicazioni ed elettronica. I sistemi ibridi grafene-superconduttore (G-S) combinano la tunabilità del grafene (G) con il comportamento collettivo dei superconduttori (S). Tuttavia, la fabbricazione di questi dispositivi è complessa e non scalabile, limitando il loro utilizzo industriale. EQUATE mira a controllare il trasporto di energia e carica in strutture G-S per sviluppare tecnologie ibride innovative. L’approccio combina ingegnerizzazione dei difetti e meccanismi di rilassamento termico quantistico. Nonostante i difetti nel grafene riducano la diffusione elettronica, i loro effetti sulla termalizzazione sono ancora poco esplorati, soprattutto a temperature criogeniche. EQUATE studierà questi effetti sotto i 4 K, controllando i difetti nel grafene tramite irradiazione con fasci di elettroni. Il progetto condurrà esperimenti fuori equilibrio per analizzare l’evoluzione della temperatura elettronica. Alla fine, realizzerà sistemi G-S innovativi, inclusi transistor Josephson e giunzioni termoelettriche per generatori di energia. In conclusione, EQUATE sfrutta la possibilità di tunare le proprietà elettroniche del grafene (G) insieme alla definizione delle sue proprietà elettroniche e termiche attraverso l’ingegnerizzazione dei difetti per abilitare nuove tecnologie ibride G-S con funzionalità senza precedenti.
Finalità
EQUATE si sviluppa attorno a tre pacchetti di lavoro (WPs). Il WP1 ha l’obiettivo di ingegnerizzare le proprietà termiche dei GFET a temperature criogeniche (T≺4 K) introducendo intenzionalmente difetti strutturali nel grafene (G). Il processo di ingegnerizzazione sarà realizzato controllando sia la densità di difetti sia la loro distribuzione spaziale nel foglio di grafene. A tal fine, l’irradiazione con fasci di elettroni a bassa energia garantirà la necessaria versatilità. Il WP2 ha l’obiettivo di concepire e realizzare dispositivi elettronici innovativi sfruttando il controllo delle proprietà di trasporto di carica e termiche del grafene (G) attraverso l’effetto di prossimità superconduttore, la sintonizzazione e l’ingegneria dei difetti strutturali.
Risultati attesi
I risultati scientifici attesi per equate sono:
-relazione tra densità di difetti e proprietà di trasporto di carica e termiche nei d-GFET; analisi dei meccanismi di scattering dominati dai difetti,
-realizzazione di giunzioni di grafene pristine-difettose con varie densità di difetti; studio delle proprietà elettro-termiche delle giunzioni di grafene pristine-difettose,
-studio completo delle proprietà elettro-termiche delle giunzioni di grafene pristine-difettose in funzione della densità di difetti e dell’estensione laterale della zona ricca di difetti,
-progettazione di transistor Josephson termici tramite GFET,
-realizzazione di transistor Josephson termici; realizzazione di circuiti elettro-termici superconduttori complessi combinando diversi GFET Josephson termici,
-dimostrazione di effetti termoelettrici nei d-GFET con giunzioni pristine-difettose; realizzazione di d-GFET in grado di produrre termo-potenze.
Budget totale progetto
€ 95.028,00
Contributo
MUR
€ 95.028,00
Il budget totale di progetto e/o la quota finanziata potrebbero non essere aggiornati in tempo reale quindi discostarsi dalla cifra sopra riportata nel caso di rimodulazioni, rinunce e/o proroghe.
Per qualsiasi info scrivere a fondiesterni@lists.pi.infn.it