EAGER: SUPER: Coupling High-Energy Phonons into High-Tc Superconductors

EAGER:SUPER:将高能声子耦合到高温超导体中

基本信息

  • 批准号:
    2132343
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-01 至 2023-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

NONTECHNICAL SUMMARYThis EAGER project supports research and education activities to create a more robust superconductor with the help from light elements on the periodic table. Superconductivity - the lossless transmission of electricity in a solid-state material - most commonly relies on the formation of electron pairs due to an attraction provided by atomic vibrations. In most bulk superconductors, this vibration is too slow to maintain the electron pairing at everyday temperatures - lots of electrons with little glue. Compounds with light elements naturally contain the fastest atomic vibrations, but the highly vibrative nature also prevents the formation of a stable, compact crystal lattice that can conduct electricity - a lot of glue with few electrons.The main goal of this EAGER project is to use advanced synthesis to create a stable and compact crystal lattice enriched with light elements such as hydrogen, carbon and lithium. This would provide both sufficient electrons and pairing glue simultaneously, therefore strengthening superconductivity to weather ambient conditions. One way is to create preferred light-element occupation sites in existing layered bulk superconductors via selected large molecule intercalation. The other is to grow high-temperature superconductors on light-element substrates layer-by-layer. Both methods are aimed to create atomic confinement of light elements in proximity to pre-existing superconducting electrons.This project supports the education of three graduate students, cohesively working across the full cycle of synthesis, characterization and theory. The intuitive and generic conceptual approach is to be developed as an important teaching example in upper division college physics curriculum. This project also offers a demonstration of the modern materials design pipeline, which will be used to develop research projects of undergraduate and public-school students.TECHNICAL SUMMARYThis EAGER project supports research and education activities that investigate the possible use of high-frequency phonons from light elements to boost superconductivity in existing high-temperature superconductors. In particular, lithium and hydrogen rich compounds will be used to boost the transition temperature and critical supercurrent of copper- and iron-based superconductors. Unlike traditional methods, which often result in uncontrolled light element placement and structural damage to the treated material, this project aims to better regulate the process with i) a dopant-assisted light-element intercalation in bulk materials, and ii) light element substrate-enhanced superconductivity in thin film superconductors. The first method creates preferred light-element occupation sites in existing layered bulk superconductors via selected large molecule intercalation. The other method aims to grow high-temperature superconductors on light-element substrates layer-by-layer. In practice, via both approaches, a highly ordered solid state structure with enriched light element composition is to be created and stabilized under ambient conditions. This project examines the effectiveness of the general framework of “hybrid” superconductivity, achieved via targeted combination of favorable superconducting contributors - strong pairing and strong conduction. The proposed bulk and thin-film synthesis complement each other in terms of tunability and applicable characterization methods. This project supports the education of three graduate students, cohesively working across the full cycle of synthesis, characterization and theory. The intuitive and generic conceptual approach is to be developed as an important teaching example in upper division college physics curriculum. This project also offers a demonstration of the modern materials design pipeline, which will be used to develop research projects of undergraduate and public-school students.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
非技术摘要急切的项目支持研究和教育活动,以在周期表上的光元素的帮助下创建更强大的超导体。超导性 - 固态材料中电的无损传播 - 最常见的是由于原子振动提供的吸引力,因此依赖于电子对的形成。在大多数散装超导体中,这种振动太慢,无法在每天的温度下保持电子配对 - 很多胶水的电子。带有光元素的化合物自然包含最快的原子振动,但是高度振动的性质也阻止形成稳定的紧凑型晶体晶格,可以进行电力 - 许多具有电子的胶水很少。这个热心的电子的主要目标是使用先进的合成,以创建稳定的晶体和紧凑的水晶晶状体,例如富含光元素,例如富有水。这将同时提供兼容电子和配对胶,从而增强对天气环境条件的超导性。一种方法是通过选定的大分子插入在现有的分层散装超导体中创建首选的轻元素占用位点。另一个是在光元素底物上生长高温超导体。两种方法均旨在建立原子元素的原子限制,以靠近预先存在的超导体电子产品。该项目支持三名研究生的教育,在整个合成,表征和理论的整个周期中工作。直观且通用的概念方法将作为上层大学物理课程中的重要教学示例开发。该项目还提供了现代材料设计管道的展示,该管道将用于开发本科和公立学校学生的研究项目。技术摘要这一急切的项目支持研究和教育活动,这些项目调查了可能从光元素中使用高频声音的研究和教育活动,以在现有的高效率超导电器中提高现有的超导性。特别是,将使用富含锂和氢的化合物来提高基于铜和铁的超导体的过渡温度和关键的超电流。与传统方法通常导致未受控制的光元素放置和对处理材料的结构损害,该项目旨在通过i)在散装材料中更好地调节过程,i)在薄膜超负荷剂中使用浓度的光元素互动,ii)光元素 - 元素 - 基质 - 增强的超导性。第一种方法通过选定的大分子插入在现有的分层散装超导体中创建首选的光元素占用位点。另一种方法旨在在光元素底物上生长高温超导体。实际上,通过这两种方法,将在环境条件下创建和稳定具有富集光元素组成的高度有序的固态结构。该项目研究了“混合”超导性的一般框架的有效性,该框架是通过有利的超导贡献者的目标组合实现的 - 强大的配对和强烈的传导。提出的散装和薄膜合成在可线性和适用特征方法方面相互完成。该项目支持三名研究生的教育,在整个综合,表征和理论的整个周期中都具有凝聚力的工作。直观且通用的概念方法将作为上层大学物理课程中的重要教学示例开发。该项目还提供了现代材料设计管道的演示,该材料设计管道将用于开发本科和公立学校学生的研究项目。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过使用该基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准来评估NSF的法定任务。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High-temperature superconductivity survives
高温超导依然存在
  • DOI:
    10.1038/s41563-023-01552-x
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    41.2
  • 作者:
    He, Yu
  • 通讯作者:
    He, Yu
Role of electron-phonon coupling in excitonic insulator candidate Ta2NiSe5
  • DOI:
    10.1103/physrevresearch.5.043089
  • 发表时间:
    2023-10-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Chen, Cheng;Chen, Xiang;He, Yu
  • 通讯作者:
    He, Yu
Absence of a BCS-BEC crossover in the cuprate superconductors
  • DOI:
    10.1038/s41535-023-00550-1
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    J. Sous;Yu He;S. Kivelson
  • 通讯作者:
    J. Sous;Yu He;S. Kivelson
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Yu He其他文献

Modeling and experiments of N-doped vanadium oxide prepared by a reactive sputtering process
反应溅射工艺制备氮掺杂氧化钒的建模与实验
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/24/3/038102
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Wang Tao;Yu He;Dong Xiang;Jiang Ya-Dong;Wu Rui-Lin
  • 通讯作者:
    Wu Rui-Lin
Efficient Profilometry Using Tilted Grating Scanning Structured Illumination Microscopy
使用倾斜光栅扫描结构照明显微镜进行高效轮廓测量
  • DOI:
    10.1109/lpt.2019.2962720
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Haojie Wei;Song Hu;Yan Tang;Zhongye Xie;Xi Liu;Yu He;Junbo Liu
  • 通讯作者:
    Junbo Liu
Influence of a Revolutionary Substrate on Hysteresis Effect in Reactive Sputtering Deposition of Vanadium Oxide
革命性衬底对氧化钒反应溅射沉积滞后效应的影响
  • DOI:
    10.5755/j01.ms.22.1.7569
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Yu He;Wang Tao;Dong Xiang;Jiang Yadong;Wu Rol
  • 通讯作者:
    Wu Rol
Impact of body mass index on postoperative outcomes in patients undergoing radical resection for hilar cholangiocarcinoma
体重指数对肝门部胆管癌根治术患者术后结局的影响
  • DOI:
    10.1002/jso.26172
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Tian Zhou;Li Liu;Haisu Dai;Chengcheng Zhang;Yu He;Leida Zhang;Da;P. Bie;Jun Ding;Zhi
  • 通讯作者:
    Zhi
An Efficient Procedure for Chloromethylation of Aromatic Hydrocarbons Catalyzed by PEG1000-Dicationic Ionic Liquids in Aqueous Media.
水介质中 PEG1000-双阳离子离子液体催化芳烃氯甲基化的有效方法。
  • DOI:
    10.1002/chin.201036044
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y. Hu;Q. Ge;Yu He;Ming Lu
  • 通讯作者:
    Ming Lu

Yu He的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Yu He', 18)}}的其他基金

CAREER: Towards in situ control of BCS-BEC crossover in solid state systems
职业生涯:实现固态系统中 BCS-BEC 交叉的原位控制
  • 批准号:
    2239171
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

BRPF1 m6A修饰异常通过重塑BCAT1超级增强子介导Setd2缺陷型肾癌支链氨基酸代谢成瘾的机制研究
  • 批准号:
    82372724
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
水稻SUPER WOMAN 3 (SPW3) 基因调控花器官发育的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
水稻SUPER WOMAN 3(SPW3)基因调控花器官发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32100287
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Triptolide通过调控Super-enhancer抑制抗体产生改善抗体介导的移植肾排斥反应
  • 批准号:
    82100797
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于质谱的Super SILAC结合膜富集技术解析镁离子相关蛋白调控网络在Ⅲ型前列腺炎中的作用机制研究
  • 批准号:
    22164007
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Exploration of the strong coupling regime between the 3D cavity and super conducting quantum bits for low-mass wave-like dark matter searches
探索 3D 腔和超导量子比特之间的强耦合机制,用于低质量波状暗物质搜索
  • 批准号:
    23K13093
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
EAGER: Spintronic extreme sub-wavelength and super-gain active electronically scanned antenna (AESA) enabled by phonon-magnon-plasmon-photon coupling.
EAGER:自旋电子极端亚波长和超增益有源电子扫描天线(AESA),通过声子-磁振子-等离子体-光子耦合实现。
  • 批准号:
    2235789
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of a super-clean ultra-intense petawatt laser by controlling non-linear coupling effect
通过控制非线性耦合效应开发超净超强拍瓦激光器
  • 批准号:
    20H01882
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Mass Sensing, Strong Vibrational Coupling and Super-Resolution Imaging of Noble Metal Nanostructures
贵金属纳米结构的质量传感、强振动耦合和超分辨率成像
  • 批准号:
    2002300
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Planet Formation: Coupling Stellar to Super-Earth Composition
行星形成:恒星与超级地球组成的耦合
  • 批准号:
    541260-2019
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了