Mesoscopic Phase Modulations in Complex Materials

复杂材料中的介观相位调制

基本信息

  • 批准号:
    0405682
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-07-01 至 2008-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Chemically complex oxides and other materials are being investigated not only for the interesting physical phenomena they exhibit but also with a view to incorporating them in devices to perform desired functions. Such functional, complex materials with various coupled physical degrees of freedom have proven to be conducive to mesoscopic phase modulations. Scientific understanding of the interrelationship between these modulations and macroscopic physical properties is of prime importance for controlling the technological functionality of complex materials. This project is focused on the synthesis of a variety of novel systems and collaborative experiments for the study of their physical properties. The specific topics include the nanoscale self-organization of spin clusters in frustrated antiferromagnets, multiscale ferromagnetic domain structures in manganites and the dynamic reordering of charge carriers in mixed-valent oxides. The possible correlation of charge density waves and vortices in Bi superconductors and the physics of ferroelectric relaxors will be also studied. The proposed activities will further strengthen the role of research at all levels of education by employing (underrepresented) high school students (through, e.g., the Liberty Science Center, New Jersey), undergraduate students, graduate students as well as postdocs. Research results from this project will be used for enriching graduate materials physics course. The presence of many small, mesocopic regions of distinct electronic or magnetic structures in novel materials may lead to entirely different macroscopic properties. The proposed research is aimed at the understanding of the interrelationship between these mesoscopic phase modulations and macroscopic physical properties in several materials. This understanding can be the decisive factor that will make the use of complex materials to perform desired functions in emerging technologies possible. The project involves synthesis and characterization efforts using a variety of techniques and skills available through an established, collaborative inter-institutional and international team of researchers. The proposed study will further strengthen the role of research at all levels of education by employing high school, undergraduate, and graduate students. For example, high school students will be involved in the proposed research through the Partners in Science program (organized by the Liberty Science Center, NJ) and a summer workshop for the underrepresented high school students in the Newark area.
化学复合氧化物和其他材料正在被研究,不仅是因为它们表现出有趣的物理现象,而且是为了将它们纳入设备中以执行所需的功能。 这种具有各种耦合物理自由度的功能性复杂材料已被证明有助于介观相位调制。科学地理解这些调制和宏观物理性质之间的相互关系对于控制复杂材料的技术功能至关重要。 该项目的重点是合成各种新型系统和合作实验,以研究其物理性质。具体的主题包括纳米级自组织的自旋团簇阻挫反铁磁体,多尺度铁磁畴结构的锰氧化物和混合价氧化物中的载流子的动态重排。此外,我们也将研究Bi超导体中电荷密度波与涡旋的可能关联,以及铁电弛豫物理。拟议的活动将通过雇用(代表人数不足的)高中生(例如,自由科学中心,新泽西),本科生,研究生以及博士后。本课题的研究成果将用于丰富研究生材料物理课程。在新材料中存在许多具有不同电子或磁性结构的小介观区域,可能会导致完全不同的宏观性质。拟议的研究旨在了解这些介观相位调制和宏观物理性质之间的相互关系,在几种材料。 这种理解可能是决定性的因素,这将使复杂材料的使用,以执行新兴技术中所需的功能成为可能。 该项目涉及综合和定性工作,利用现有的各种技术和技能,通过一个已建立的、合作的机构间和国际研究小组。拟议的研究将通过雇用高中生、本科生和研究生,进一步加强研究在各级教育中的作用。例如,高中生将通过科学伙伴计划(由新泽西州自由科学中心组织)和纽瓦克地区代表性不足的高中生暑期讲习班参与拟议的研究。

项目成果

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  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39万
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