Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

A new class of complex solids: orbitally active transition metal fluorides

Tildelt: kr 5,8 mill.

Prosjektet har fokusert på strukturelle, elektroniske og magnetiske fenomener i faste stoffer. Dette er temaer som står sentralt i dagens multidisiplinære forskning innen material- og nanovitenskap,både på grunn av bemerkelsesverdig fysikalske egenskaper som dels utfordrer det teoretiske grunnlaget for faste stoffer, og på grunn av betydningen disse egenskapene og materialsene har som basis for ny teknologi. Fremtredende eksempler er innskuddsmetalloksider. Imidlertid har tilsvarende oppførsel blitt observer og studert i andre familer av forbindelser, slik som sterkt korrelerte faste stoffer av sulfide, nitrider og fluorider. Innskuddsmetall fluorider inntil nå blitt lite studert, skjønt noen slike forbidnelser er rapportert som modellsystemer innen magnetisme. Vi har I prosjektet gjennomført systematiske studier av slike innskuddsmetallbaserte fluoride og avdekket nye egenskaper ved å styre forhold mellom frihetsgarder (sammensetning, temperature, trykk) og ordensparameter som bestemmer struktur og magnetisme. Trykk-induserte faseomvandlinger har blitt studert i NaFeF3 ved bruk av synkrotronstråling ved ESRF, Grenoble. Tilsvarende har strukturelle endringer i KMnCrF6 blitt studert - en forbindelse som har kation ordning og er multiferroisk, dvs den er et magnetisk og ferroelektrisk material. Prosjektet har hatt stor suksess ved å utvikle en ny synteserute til fluoride ved milde betingelser. Dette har gitt oss mulighet for å fremstille prøver av høy kvalitet og med sammensetninger som tidligere ikke har blitt studert. Den nye syntesemetodikken er under vurdering ved UiOs TTO, inven2, for patentering. På dette viset har vi lykkes i å lage hele familien av forbindelser av Na- (og delvis K-)ABF3 fluorider der B betegner et toverdig innskuddmetallkation,inklusive vise beslektede forbindelser. Krystallstruktur, faseomvandlinger, og fysiklaske egenskaper til disse forbidnelsene har blitt studert eksperimentelt med synkrotron og nøytron diffraksjon, videre har magnetiske, elektroniske og optiske egenskaper blitt studert i våre hjemmelaboratorier. De observerte egenskaper har blitt sammenlignet med resultater fra omfattende DFT modellering. Hovedfokuset for et PhD arbeid I prosjektet har vært Na-Cr-F systemet. Vår suksaess i denne sammenheng åpner for spennende fremtidig forskning ved UiO, forhåpnetligvis med innretning for å kunne utvide den fundamentale forskningen også i retning anvendelser. Dette vil kunne være innen lyskonvertering (opp-/ned- konvertering for solcelleapplikasjoner) og mulige anvendelser inne medisinsk teknologi, diagnostikk og terapi. I tillegg til de omfattende studiene av fluorider, har prosjektet levert ny innsikt i sterkt korrelrte faste stoffer, for eksempel Fe-Se baserte høy-temperatursuperledere. Prosjektet har involvert samarbeid med SINTEF, IFE og ESRF, med felles publikasjoner som resultat.

Modern technology (eg. communication, memory recording, computing) strongly rely on the conducting and magnetic properties of solid state materials. Semiconducting silicon chips and magnetic iron oxide memories are prominent examples of inorganic material s which are constantly used in our everyday life. Due to the fast growing need for more efficient technologies and devices, the performance requirements for materials are becoming increasingly tougher. Research in this area is focusing on complex material s -the so called "strongly correlated electron systems"- where the electrons couple with each other affecting the conducting and magnetic properties. This high degree of electronic correlations gives rise to a broad range of novel and technological exploi table phenomena such as colossal magnetoresistance (CMR) where enormous variation in resistance are produced by small magnetic field changes and high-temperature superconductivity (HTSC) where the electrons can travel freely within the material with zero resistance. The observation of these phenomena has dramatically challenged our understanding of solids. It follows that the design and experimental characterization of novel families of strongly electron correlated systems are absolutely essential to guid e theory, to understand the important ingredients for the observation of interesting properties and discover new phenomenology. The aim of the project is to undertake a systematic exploration with the goal of uncovering novel and/or rare behaviours throug h the synthesis and detailed physical characterization of selected families of transition metal fluorides. At the end of this study we would have achieved a systematic understanding of the role played by the strong electronic correlations in a rich family of fluoride systems. The fine tuning of the interplay of the many available degrees of freedom in these systems should hold unforeseen surprises and observation of unprecedented phenomena.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek