Description du projet
Exploiter les nouvelles interactions lumière-molécules dans les cavités
Les interactions lumière-matière sont d’une importance capitale pour de nombreuses applications, et les polaritons en sont l’un des exemples les plus intéressants. Ces particules hybrides sont constituées de photons fortement couplés à un dipôle électrique. Les exemples incluent les paires électron-trou dans les semi-conducteurs et les électrons oscillants à la surface d’un métal qui forment les polaritons de plasmon de surface. À une échelle légèrement plus grande, les polaritons moléculaires peuvent émerger dans certaines conditions dans des champs électromagnétiques confinés tels que ceux qui se produisent dans les cavités optiques. Le projet QuantumLight, financé par l’UE, étudie la nature de ces interactions au moyen d’une vaste campagne de modélisation théorique. Une meilleure compréhension et donc un meilleur contrôle de ces interactions lumière-matière exotiques favoriseront l’innovation dans les domaines de la chimie quantique et de la photonique.
Objectif
The chemistry of light-matter states (polaritonic chemistry) is a relatively new research area in chemistry. Recent experiments have demonstrated that molecular polaritons can have a profound impact on the outcome of chemical reactions taking place inside cavities. Molecular polaritons are formed when the molecular degrees of freedom couple strongly with the modes of a quantum field. From a theoretical point of view the experiments are highly complex, with many different interactions taking place, and a detailed theoretical understanding of the observations is still uncertain. The mission of QuantumLight is to explore, using advanced theoretical modeling, the phenomena that arise when quantum fields interact with molecules and the possibilities that emerge for chemistry. Detailed theoretical and computational understanding of these phenomena will open completely new ways to control and manipulate molecular systems and study new states of matter. The theoretical foundation is cavity quantum electrodynamics (QED), and it will, when combined with the methodologies of quantum chemistry, enable a predictive computational framework for interpretation and future design of polaritonic chemistry. The QuantumLight project will develop and apply accurate electronic structure methods for molecules interacting with quantum fields, in particular coupled cluster theory. Different types of quantum fields will be studied, focusing on those that appear inside optical cavities and the surface plasmon polariton field that is formed by metallic nanoparticles and nanogaps. Applications of the methodology will include ultrafast dynamics in photochemistry, molecules in chiral cavities, electron-photon dynamics, X-ray spectroscopy in cavities, and polariton-assisted chemical reactions.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-ADG
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ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
7491 Trondheim
Norvège