MATERIAL KONPLEXUEN FISIKA KIMIKOA
“Material Konplexuen Fisika Kimikoa” ikerketa-ildoak material nanoegituratu konplexuen egitura-propietateei eta propietate elektronikoei heltzen die. Ahalegin esperimentalak eta teorikoak bateratzen dira, gainazaletako molekula eta nanoegituren propietateak, eraketa eta dinamika ulertzeko.
Ikerketa-ildo horrek hainbat ikerketa-talde barne hartzen ditu, eta horien elkarren arteko osagarritasun-maila handia da.
IKERKETA TALDEAK
GAS/SOLIDO INTERFAZEAK
Talde horrek, atomoek eta molekula txikiek gainazaletan duten erreaktibotasuna zehazten dituzten mekanismoak ulertzen dihardu. Taldeak esperientzia ugaria eta sendoa du erradiazioak eta ioi lasterrek solido, gainazal eta nanoegiturekin duten interakzioa aztertzen eta modelatzen, eta taldearen ikerketa-jarduera atomo eta molekula termiko eta hipertermalek gainazalarekin duten interakziora hedatu da. Prozesu fisiko eta kimiko ezberdinen azken belaunaldiko dinamika molekularreko simulazioak egiten ditu taldeak, hala nola, disoziaziozko adsortzioa, adsortzio molekularra, islapen molekularra edo espezie kimikoen difusioa.
FENOMENO KUANTIKOAK GAINAZALETAN
Taldeak gainazal solidoetan gertatzen diren fenomeno exotikoak aztertzen ditu teorikoki eta esperimentalki. Fenomeno horiek Majorana fermionak sortzetik hasi eta skyrmion-ak aztertu edo elkarri lotutako egoerak sortzeraino doaz, besteak beste. Eredu Hamiltondarrak ab-initio kalkuluetara konektatzen dira eta fisika sistemen gainean ikasteko helburuarekin esploratzen da, fenomenoak ulertzeko eta noiz edo noiz iragartzeko. Esperimentalki, ekorketazko tunel-mikroskopioari esker, kontrol atomikoa izan daiteke aztertutako sistemen gainean eta supereroaleetan Majorana fermionak erakuts ditzaketen edo spin-kateen Kondo efektuan nahaspilatutako atomoak erakuts ditzaketen egiturak sor ditzakete, esaterako.
MODELIZAZIOA ETA SIMULAZIOA
“Modelizazioa eta Simulazioa” taldeak, material konplexuen propietate elektronikoak eta egitura-propietateak, gainazal garbiak edo apainduak eta nanoegiturak teorikoki aztertzen dihardu eta, horretarako, lehen printzipioko metodoak erabiltzen ditu. Ikerketa-jardueraren zati handi bat simulazio-tresnak garatzean datza. Eskala linealeko SIESTA kodea garatzen ari den taldeetako bat da. Talde horren beste ikerketa-arlo batzuk hauek dira: nanoegituren garraio elastiko eta inelastikoko lehen printzipioen simulazioak; ekorketazko tunel-mikroskopio eta espektroskopiako irudien simulazioak; ioiek eta partikula lasterrek solido, gainazal eta nanoegiturekin duten interakzioaren gaineko teoria; prozesu elektroniko ultralasterrak eta eszitazio elektronikoak.
NANOFISIKA LABORATEGIA
Nanofisika laborategia gainazalen, dimentsio txikiko sistemen eta material berri nanoegituratuen karakterizazio esperimentalean dihardu, gainazal-zientzien ikuspegiarekin eta, besteak beste, ekorketazko tunel-tekniken (STM), indar atomikozko mikroskopia (AFM), fotoigorpen (XPS, ARPES, UPS) eta xurgapen (NEXAFS) tekniken bidez aztertzen.
Sistema nanoegituratuen egitura-karakterizazioa eta elektroniko osoa bereizmen atomikoaz egitea du helburu laborategiak. Arreta berezia jartzen zaie nanoegitura automihiztatuei, esaterako, gainazal mailakatuei eta mihiztadura supramolekularrei. Halaber, azpimarratu beharra dago kristal makur edo bihurren gaineko jarduera, “Bihurcrystal” izeneko enpresa eratorria garatzea ekarri duena.
ESPEKTROSKOPIA ESKALA ATOMIKOAN
“Espektroskopia eskala atomikoan” taldeak egiturazko ikerketa espektroskopikoan dihardu tokiko eskalan, ekorketazko tunel-tekniketan oinarrituta. Gainazaletan propietate elektronikoak, bibrakorrak eta garraiokoak aztertzen ditu. Taldeak nanoegiturak eskala atomikoan ikertzeko duen tresna nagusia behe-tenperaturako ekorketazko mikroskopia da. Objektu eta gainazalen propietate lokalak nanoeskalan huts ultra altuarekin eta 1K-rainoko tenperaturetan neurtzen dira.
KIMIKA KONPUTAZIONALA ETA TEORIKOA
Talde honen ikerketa erreaktibitatearen karakterizazio teorikoan eta egoera kitzikatuetan dauden sistema molekular konplexuetan oinarritzen da. Horretarako simulazio konputazional eta eredu teorikoak erabiltzen dira sistema hauen prozesu fotofisiko eta fotokimiko nabarmenenak zehazteko, batez ere karga eta energiaren transferentzia eta garraioarekin zerikusia dutenak. Ikerketaren helburua material berrien diseinua aztertzea da, horiek erabiltzeko nanoelektronikan, energia fotovoltaikoaren produkzioan eta argiztapenean.
RESEARCH FACILITIES
A combined AFM/STM instrument capable of scanning atomic forces and tunneling current simultaneously at 1 K.
A combined ARPES/STM system with a double prep-chamber, which permits separate and joint ARPES/STM experiments. The ARPES chamber is an ultra-high resolution (0.1 degree, 5 meV) system, able of measuring solid samples down to 20 K.
Two separate STM/X Ray Photoemission (XPS) and STM/Magneto Optic Kerr Effect (MOKE) chambers for surface chemistry and surface magnetism experiments, respectively.
Several computing clusters at CFM and other institutions (such as DIPC) under collaborative research. Several scientific codes for ab initio calculations (DFT based on plane waves and local orbitals, quantum chemistry, quantum Monte Carlo), as well as other computational and graphic packages.
Development of scientific software for ab initio calculations as well as for other methodologies, including packages freely distributed to the scientific community (e.g., the SIESTA code developed in collaboration with other institutions).