Tecnologie del futuro

Le nuove tecnologie sono il motore di una società innovativa. Al PSI i ricercatori creano le basi necessarie a tal fine. Ricercano possibilità finora sconosciute di elaborazione e archiviazione dei dati, rendono le tecnologie più sostenibili ed efficienti o sviluppano nuovi processi per addentrarsi sempre più nel mondo micro e nano. Le loro scoperte costituiscono la base per nuove applicazioni – sia nella medicina, nella tecnologia dell'informazione, nella produzione e nell'archiviazione di energia – sia per nuovi processi di produzione nell'industria.

I computer quantistici sono considerati una delle tecnologie chiave del XXI secolo. Le loro potenzialità li rendono interessanti non solo per l'industria e l'economia.  Anche per la ricerca, con i suoi volumi di dati sempre più enormi, si aprono possibilità finora inimmaginabili. I computer quantistici consentono infatti di eseguire determinati calcoli nelle scienze dei materiali, nella chimica e nella fisica che oggi, e probabilmente anche in futuro, sono impossibili con i computer classici. Nel “Quantum Computing Hub”, il PSI, in collaborazione con l'ETH di Zurigo, promuove le due tecnologie leader in questo campo.

phonons
•Energy and Climate

Oxygen Isotope Fingerprints of Electron-Phonon Coupling in SrVO3 Films

Quantum research Materials research

Transition metals exemplify correlated electronic systems, where electron-electron (𝑒−𝑒) scattering often results in a quadratic temperature dependence of the electrical resistivity, 𝜌⁡(𝑇) ∝𝑇2. In SrVO3 (SVO), a material with a 𝑉−3⁢d1 electronic configuration that ensures metallicity through narrow 3⁢𝑑−t2⁢𝑔 bands, a 𝜌⁡(𝑇) ∝𝑇2 dependence has been reported. While traditionally attributed to 𝑒−𝑒 scattering, recent studies suggest that electron-phonon (𝑒-ph) interactions may play a significant role. To unravel the influence of phonon interactions on carrier transport in SVO, we present a comparative study of the transport and optical properties of SVO films with partial substitution of 16O ions by their heavier isotope, 18O. Our findings reveal that 18O substitution induces a change in the slope of 𝑑⁢𝜌⁡(𝑇)/𝑑⁢𝑇 at nominal fixed carrier density, highlighting the dominant contribution of 𝑒-ph coupling over 𝑒−𝑒 scattering in determining 𝜌⁡(𝑇). Furthermore, it is found that the 18O substitution softens the phonon lattice and promotes a reduction in plasma frequency and an increase in the carrier effective mass. These results indicate that the 𝑒-ph coupling strength increases upon 18O substitution. Our findings suggest that 𝑒-ph interactions may surpass 𝑒−𝑒 scattering in governing the resistivity of metallic ionic lattices. ...

Alla panoramica

La modellizzazione e la simulazione di sistemi complessi in pochi secondi, l'analisi di vasti set di dati sperimentali per individuare modelli specifici o scoprire nuove proprietà: la scienza dei dati e l'IA costituiscono la spina dorsale della ricerca e dello sviluppo orientati al futuro.

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Processi innovativi e nuovi materiali

Per i computer quantistici, gli accumulatori o i conduttori di corrente più potenti e persino le applicazioni mediche di alta precisione, abbiamo bisogno di processi e tecnologie sempre più avanzati. Per il loro sviluppo, i nuovi materiali rivestono un'importanza fondamentale. Per sviluppare e studiare processi innovativi e nuovi materiali, i ricercatori utilizzano gli impianti di ricerca su larga scala del PSI, unici al mondo nel loro genere.

Alla panoramica

Il PSI promuove la Svizzera come sede dell'innovazione. La sua ricerca all'avanguardia getta le basi per uno sviluppo industriale orientato al futuro. Il PSI getta attivamente un ponte tra la ricerca di base e la pratica e spiana la strada alle tecnologie del futuro nell'applicazione industriale.

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