Multifunctionality at the Nanoscale

纳米尺度的多功能性

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2015-04032
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The main goal of my research is to understand the fundamental principles governing the coexistence of and interactions between different properties in low-dimensional materials, which are often considered to be mutually exclusive. Simultaneous control and manipulation of multiple functionally-relevant properties at the nanoscale could lead to radically new approaches to energy-efficient information technologies, solid-state lighting, photonics, and catalysis. This proposal specifically addresses the importance of multifunctionality for new sustainable technologies with long-term benefits to Canada. My research program is interdisciplinary in nature and uses a combination of synthetic, spectroscopic, structural, physical, and theoretical methods. Within the designed projects we study the role of nanostructure size, composition, phase transformation, native defects formation, and molecular functionalization in enhancing the inherent degrees of freedom at the nanoscale. These projects and the future activities related to the proposal can be classified in two major directions: ******* Energy-Efficient Solid State Lighting and Photonic Technologies. Expanding on my work on functional defect formation and interaction in transparent metal oxide nanocrystals, the goal of this part of my research program is to explore different ways of expanding and manipulating the electronic structure and optical properties of native defect states. As a notable example, we prepared a new class of colloidal hybrid organic-inorganic quasi-single white light emitting nanostructures (NanoLite), which has paved the way to a new approach to solid-state lighting without the need for strategically important rare earth elements. ******* Energy-Efficient Information Technologies. The goal of this set of projects is to investigate the correlations between electrical, magnetic, and optical properties of nanomaterials for energy-efficient and non-volatile information processing, transmittal and storage. The systems of interest include magnetic semiconductor, emerging oxide plasmonic, and multiferroic nanostructures. The implementation of multifunctional nanoscale devices rests upon our understanding of the structure-property and property-property correlations in nanomaterials. The project activities will explore complementary approaches to multifunctionality: internal (i.e. impurity-induced) and external (i.e. via heterostructure or composite formation).**
我研究的主要目标是了解低维材料中不同性质之间共存和相互作用的基本原理,这些性质通常被认为是相互排斥的。在纳米尺度上同时控制和操纵多个功能相关的特性,可能会为节能信息技术、固态照明、光子学和催化带来全新的方法。该提案具体阐述了多功能性对于新的可持续技术的重要性,并对加拿大产生长期效益。我的研究计划是跨学科的性质,并使用合成,光谱,结构,物理和理论方法的组合。在设计的项目中,我们研究了纳米结构的尺寸,成分,相变,原生缺陷的形成,和分子功能化在提高纳米尺度的固有自由度的作用。这些项目和与提案相关的未来活动可以分为两个主要方向:** 节能固态照明和光子技术。扩展我的工作在透明金属氧化物纳米晶体的功能缺陷的形成和相互作用,我的研究计划的这一部分的目标是探索不同的方式来扩展和操纵的电子结构和光学性质的原生缺陷状态。作为一个值得注意的例子,我们制备了一类新的胶体混合有机-无机准单白色发光纳米结构(NanoLite),这为固态照明的新方法铺平了道路,而不需要具有战略意义的稀土元素。****** 节能信息技术。这一系列项目的目标是研究纳米材料的电学、磁学和光学性质之间的相关性,以实现节能和非易失性信息处理、传输和存储。感兴趣的系统包括磁性半导体,新兴的氧化物等离子体和多铁性纳米结构。 多功能纳米器件的实现依赖于我们对纳米材料的结构-性质和性质-性质相关性的理解。项目活动将探索实现多功能性的补充方法:内部(即杂质引起的)和外部(即通过异质结构或复合形成)。

项目成果

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