Projektová činnosť

Medzinárodné

Optimalizácia škálovateľného rastu tenkých vrstiev dichalkogenidov prechodných kovov a nové heterostruktúry na použitie v elektronike a pokročilé senzory
Optimization of the scalable growth of transition metal dichalcogenide thin films and novel heterostructures for application in electronics and advanced sensors
Program: Bilaterálne – iné
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Sojková Michaela, PhD.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2022

Národné

Príprava, charakterizácia a dopovanie ultratenkých vrstiev dichalkogenidov prechodných kovov
Fabrication, characterization, and doping of ultra-thin layers of transition metal dichalcogenides
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Sojková Michaela, PhD.
Anotácia: Vďaka neobvyklým fyzikálnym vlastnostiam sú dvojrozmerné materiály intenzívne študované už niekoľko rokov.Zaujímavou skupinou z tejto triedy materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). Majú hexagonálnuštruktúru, v ktorej sú jednotlivé vrstvy navzájom viazané len slabými Van der Waalsovými väzbami. Tospôsobuje výrazne anizotrópne vlastnosti týchto materiálov a má podstatný vplyv na ich elektronickú štruktúru.Preto niektoré z nich vykazujú fyzikálne zaujímavé korelované stavy (supravodivosť, vlny nábojovej hustoty).Primárnym cieľom tohto projektu je príprava a štúdium vlastností tenkých vrstiev dvoch rôznych TMD materiálov– MoS2 a PtSe2, a sledovanie vplyvu dopovania katiónmi lítia a sodíka na elektrické a štruktúrne vlastnostitýchto vrstiev. Sekundárnym cieľom projektu je optimalizácia rastu a dopovania tak, aby zlepšené parametretenkých vrstiev, ako sú napr. elektrická vodivosť a mobilita nosičov náboja, umožnili prípravu funkčnýchelektronických prvkov – tranzistorov.
Doba trvania: 1.1.2021 – 31.12.2024
TMD2DCOR – Metalické 2D dichalkogenidy prechodných kovov: príprava, štúdium vlastností a korelované stavy
Fabrication, physics and correlated states in metallic 2D transition metal dichalcogenides
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. rer. nat. Hulman Martin
Anotácia: Objav grafénu v roku 2004 priniesol obrovský záujem vedcov pôsobiacich vo fyzike kondenzovaných látok ovýskum 2D materiálov. Aj keď tieto materiály majú dlhú históriu, ktorá sa začína už v dvadsiatych rokoch 20.storočia, v posledných rokoch došlo k zintenzívneniu výskumu týchto látok. Boli úspešne pripravené ultratenkévrstvy mnohých 2D materiálov so zaujímavými elektronickými vlastnosťami medzi ktoré určite patria silnokorelované elektronické stavy ako sú vlny nábojovej hustoty a supravodivosť. Jednou z najviac študovaných skupín2D materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). TMD sa skladajú z hexagonálnych vrstiev, v ktorýchsú atómy prechodných kovov vložené medzi dve vrstvy atómov chalkogénu s celkovou stochiometriou MX2.V tomto projekte sa sústredíme na tie materiály z TMD skupiny, ktoré vykazujú silne korelované elektronické stavy,a to konkrétne: NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 a PtSe2. Cieľom projektu je pripraviť ultratenké vrstvy (≤ 10 nm) akryštalické vzorky a dôkladne ich charakterizovať z hľadiska ich hrúbky, kryštalinity, homogenity, optických aelektronických vlastností. Osobitná pozornosť sa bude venovať stavom vĺn nábojovej hustoty a supravodivosti vtýchto materiáloch, a tomu, ako vlastnosti týchto korelovaných stavov závisia od hrúbky vzorky, dopovania,parametrov rastu samotnej vrstvy, a aj ako tieto korelované stavy reagujú na vonkajšie elektrické a magneticképolia.Vedecký program projektu tiež obsahuje prípravu heteroštruktúr vytvorených z týchto materiálov, ako aj nahybridné systémy kombinujúce TMD s inými materiálmi. Výskum zahŕňa aj podrobnú charakterizáciu heteroštruktúrza účelom optimalizácie parametrov rastu.The discovery of graphene in 2004 has brought a massive interest of scientists active in condensed-matter physicson research of 2D materials. Even though these materials have a long history starting already in the twenties of the20th century, the past years have seen an intensive renascence of interest in 2D materials. Ultra-thin samples ofmany 2D materials have been successfully prepared with electronic properties that may exhibit correlatedelectronic phenomena such as charge density waves and superconductivity. One of the well-studied families of the2D materials are transition metal dichalcogenides (TMDs). TMDs consist of hexagonal layers of metal atomssandwiched between two layers of chalcogen atoms with a MX2 stoichiometry.In this project, we focus on those materials from the TMD family that exhibit strongly correlated electronic states:NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 and PtSe2. The goal of the project is to prepare ultrathin (≤ 10 nm) layers and bulksamples and characterise them thoroughly in terms of the thickness, crystallinity, homogeneity, optical andelectronic properties. A special attention will be paid to charge density wave states and superconductivity in thesematerials and how they evolve with the sample thickness, doping, external electric and magnetic fields and detailsof the growth process.
Doba trvania: 1.7.2020 – 30.6.2023
Perovskitovské tenké vrstvy a štruktúry vhodné pre modern elektroniku a senzoriku
Perovskite thin films and structures for modern electronics and sensorics
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: RNDr. Španková Marianna, PhD
Anotácia: Predmetom projektu je príprava a štúdium feromagnetických, supravodivých a dielektrických perovskitovskýchtenkých vrstiev (do 100 nm) a štruktúr mikro a nanorozmerov. Supravodivé mikropásky YBa2Cu3Ox budúožarované elektrónmi (30keV) s cieľom vytvoriť kanály ľahkého pohybu vírov. Ďalej sa zameriame na detailnéštúdium rozhrania podložka Si/dielektrická vrstva s využitím netradičných materiálov (SrO,TiN) s cieľom umožniťepitaxný rast oddeľovacích vrstiev nevyhnutných pre realizáciu bolometrov na báze La0.67Sr0.33MnO3 vrstievpracujúcich pri izbovej teplote (nechladené) v oblasti THz frekvencií. Pri vývoji nových typov bolometrovposúdime okrem dosiaľ študovaného materiálu Bi4Ti3O12 viacero typov iných oddeľovacích vrstiev. Budemepokračovať v štúdiu štruktúr supravodič S/feromagnetikum F a S/F/S s cieľom objasniť vzájomnú interakciutesne naviazaných S a F perovskitovských vrstiev (proximitný efekt).Z aplikačného hľadiska použitie pí-typu Josephsonovho spoja môže riešiť problematiku– kvantového bitu (qubit).
Doba trvania: 1.1.2018 – 31.12.2021
2D materiály a iónové kvapaliny pre využitie v mikroelektronike a senzorike
2D materials and ionic liquids in microelectronics and sensors
Program: VEGA
Zodpovedný riešiteľ: Mgr. Sojková Michaela, PhD.
Anotácia: Dvojrozmerné (2D) materiály a nanočastice sú veľmi aktuálnymi témami. Predkladaný projekt nadväzuje nadoteraz dosiahnuté výsledky pracovnej skupiny a je zameraný na tieto oblasti – príprava 2D materiálov ananočastíc (s využitím iónových kvapalín (IL)) a kombinácia týchto troch materiálov. Cieľom projektu je prípravaexperimentálnych súčiastok a materiálov pre senzoriku. V oblasti 2D materiálov sa sústredime na hľadanieoptimálnych podmienok pre rast tenkých vrstiev vybraných materiálov (napr. MoS2). V oblasti nanočastícbudeme pokračovať v príprave fazetovaných nanočastíc kovov a uhlíkových nanočastíc. Prvé z nich sa použijúna dekorovanie tenkých vrstiev 2D materiálov, čím sa vytvoria lokálne p-n priechody vhodné napr. pre senzoryplynov. Nanočastice uhlíka svetielkujú a tým sú vhodné pre fluorescenčnú mikroskopiu. IL využijeme jednak naprípravu nanočastíc vo vákuu a tiež na vytvorenie hradla pre riadenie elektrického transportu v 2D materiáloch.Tým vytvoríme nové elektronické súčiastky.
Doba trvania: 1.1.2017 – 31.12.2020