Międzywydziałowa Grupa Mikrofalowej Detekcji w Układach Cienkowarstwowych

Grupa badawcza stworzona na potrzeby realizacji grantu składa się z członków zespołów: z Instytutu Elektroniki WIET – Zespół Techniki Mikrofalowej i Elektroniki Wielkiej Częstotliwości oraz Zespół Elektroniki Spinowej; z Akademickiego Centrum Materiałów i Nanotechnologii: Zakład Efektów Kwantowych w Nanostrukturach oraz Zakład Materiałów Funkcjonalnych i Nanomagnetyzmu; z Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej z Katedry Fizyki Ciała Stałego. Celem projektu jest wykorzystanie materiałów van der Waalsa lub bardziej szczegółowo materiałów dwuwymiarowych w nowoczesnych urządzeniach elektroniki w zakresie wielkiej częstotliwości. Po odkryciu materiałów dwuwymiarowych, takich jak grafen, o doskonałych właściwościach elektrycznych, rozpoczęto szeroko zakrojone badania skupiające się na materiałach van der Waalsa (tj. krystalicznych układach warstwowych utrzymywanych przez słabe oddziaływanie międzywarstwowe), ze szczególnym naciskiem na zastosowanie w nowych urządzeniach elektronicznych, takich jak czujniki, tranzystory i nowatorskie urządzenia logiczne. Istnieją przewidywania i pierwsze doniesienia eksperymentalne, że materiały dwuwymiarowe mogą odegrać ważną rolę także w elektronice spinowej, na przykład dzięki „zamrożeniu” wzajemnej orientacji spinu i momentu pędu elektronów w izolatorach topologicznych 3D lub dużej długości dyfuzji spinu w monowarstwach grafenu czy w elektronice wielkiej częstotliwości jako anteny, powielacze częstotliwości. Łącząc takie dwuwymiarowe materiały w formie heterostruktury, można zmieniać właściwości każdego z nich, wykorzystując efekt bliskości. Jednocześnie mikrofalowe własności materiałów dwuwymiarowych, w szczególności magnetycznych, nie zostały do tej pory kompleksowo zbadane, z powodu niewielkiej powierzchni otrzymywanych płatków metodami eksfoliacji, co w połączeniu z grubościami rzędu nanometrów stanowi wyzwanie technologiczne dla dokładnej charakteryzacji. Istnieją pierwsze prace pokazujące możliwość zastosowań materiałów dwuwymiarowych do układów mikrofalowych [Nature 566, 368 (2019)]. Mikrofalowe metody rezonansowe stanowią alternatywę do tradycyjnie wykorzystywanych metod objętościowych ze względu na możliwość produkcji falowodów w skali mikrometrycznej, porównywalnej z wielkością płatków.