Ionair transport en faseovergangen in alkali-geïntercaleerde tweedimensionale materialen met actieve sturing.

Ionair transport in laagdimensionale materialen speelt een sleutelrol in nieuwe methodes voor het opwekken en opslaan van energie. Recente experimentele ontwikkelingen laten toe om extreem nauwe en zuivere kanalen tussen zwak gebonden 2D materialen te maken. De stroming van ionen of moleculen door zulke kanalen blijkt extreem vlot te gaan, dankzij de hoge druk ten gevolge van de opsluiting in de kanalen. De druk dwingt de atomen ook dichter bij elkaar en doet zo een compleet nieuwe samengestelde structuur ontstaan door de vorming van bindingen met het omhullende materiaal. De krapte van de kanalen laat slechts toe aan enkele atoomlagen om er doorheen te bewegen, wat aangepast kan worden door externe druk, zijdelingse deformatie of door een elektrisch veld aan te leggen. Zodra dit geavanceerde ionaire transport onder kwantuminperking begrepen is, heeft het een groot potentieel om de performantie en de capaciteit van batterijen sterk te verhogen. Bovendien kan de binding van de ionen met het omhullende materiaal de elektronische fase volledig veranderen zodat het bijvoorbeeld supergeleidend kan worden bij lage temperaturen, en dus bruikbaar voor elektronica zonder dissipatie. De hoofddoelstelling is dus het onderzoeken van de mechanismes van ionaire stromingen in sterk ingeperkte kanalen, hoe de ionaire ordening te sturen, en het identificeren van faseovergangen om nieuwe methodes voor zogenaamde blauwe energie, geminiaturiseerde batterijen en nanoelektronica te vinden.

Trefwoorden:2D MATERIALEN, NANOFLUIDICA, SUPERGELEIDING

Disciplines:Elektronische (transport)eigenschappen, Nanofysica en nanosystemen, Oppervlakten, interfaces, 2D-materialen