Computational Materials Science of Two Dimensional Crystals and van der Waals Heterostructures
Project goals
Our proposal is inspired by the current needs of applied research on two-dimensional (2D) materials for flexible and ultrathin functional devices. Within the project, we will study physical properties of 2D materials and their heterostructures like electronic and optical properties including excitonic effects, and, their sensitivity vs. defects and environment. For the presence of delicate interplay of multiple effects in 2D materials, accurate predictions of their properties require accurate and costly many-body methods instead of usual density functional theory, that makes these computations demanding for single-layers and unfeasible for incommensurate van der Waals heterostructures. We will therefore devise and assess less demanding approximate methods that will be used as a tool for computer aided design of new 2D materials with tailored properties for a new-generation of solar cells and functional devices.
Keywords
2D materialselectronic propertiesoptical propertiesvdW heterostructuresmany-body theories
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Ostravská univerzita / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-25128S
Alternative language
Project name in Czech
Výpočetní materiálové inženýrství dvojdimenzionálních krystalů a van der Waalsových heterostruktur
Annotation in Czech
Návrh projektu je inspirován současnými požadavky aplikovaného výzkumu dvojdimenzionálních (2D) materiálů na výrobu ohebných a ultratenkých funkčních zařízení. V rámci projektu plánujeme studovat fyzikální vlastnosti 2D materiálů a jejich heterostruktur jako jsou jejich elektronické a optické vlastnosti včetně excitonických efektů a citlivost k defektům a vůči okolnímu prostředí. Díky delikátní souhře více jevů ve 2D materiálech je pro přesné předpovědi těchto vlastností nutné použít mnohočásticové metody místo obvyklé teorie funkcionálu hustoty i přesto, že jsou to metody výpočetně náročné už pro jednotlivé monovrstvy a prakticky téměř nepoužitelné pro van der Waalsovy heterostruktury s nelícujícími monovrstvami. Proto navrhneme a otestujeme výpočetně méně náročné aproximace, které budou dále využity pro počítačem asistované návrhy odvozených 2D materiálů s předem určenými vlastnostmi vhodnými pro solární články a funkční součástky nové generace.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - secondary branch
20501 - Materials engineering
OECD FORD - another secondary branch
21001 - Nano-materials (production and properties)
BM - Solid-state physics and magnetism
JG - Metallurgy, metal materials
JJ - Other materials
JP - Industrial processes and processing
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 24, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 22, 2022
Finance
Total approved costs
5,555 thou. CZK
Public financial support
5,555 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 555 CZK thou.
Public support
5 555 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2022