Descripción del proyecto
Nuevos fundamentos teóricos respaldan la predicción y el descubrimiento de fases fotoinducidas en los materiales
Las transiciones de fase y la simetría rota están interrelacionadas y están muy extendidas en física, matemáticas e ingeniería, lo cual es fundamental para fenómenos que van desde la superconductividad a la física de partículas del universo temprano. La simetría rota con una fase de transición significa que el nuevo estado posee una simetría que no el sistema no presenta en su estado básico. Los láseres ultrarrápidos inducen transiciones de fase reversibles e irreversibles, pero falta una teoría que explique estos fenómenos. En el proyecto DELIGHT, financiado con fondos europeos, se planea colmar esta brecha del conocimiento mediante la formulación de una estrategia teórica para predecir y descubrir fases fotoinducidas en materiales. Dicha estrategia guiará futuros experimentos y el desarrollo racional de nuevos materiales y dispositivos.
Objetivo
Ultrafast lasers sources open new perspectives in exploring broken symmetry phases as it becomes possible to promote a substantial number of electrons in excited states generating a thermalized electron-hole plasma and leading to reversible or irreversible phase transitions. Light-induced charge density waves, order-disorder transitions, melting, stabilization of topological phases and laser-tunable ferroelectricity have been demonstrated. Experiments are far ahead of theory as few (if any) of the demonstrated light-induced phenomena have been predicted by theory.
DELIGHT aims to develop a theoretical strategy to predict and discover photoinduced phases in materials. To accomplish this goal, we will develop quantum-chemical and molecular dynamics schemes including the effect of the thermalized electron-hole plasma on the crystal potential and accounting for light-induced non-perturbative quantum anharmonicity.
DELIGHT will answer these questions: which systems undergo light induced phase transitions ? Can we use light pulses to enhance or tune charge density wave, ferroelectric and magnetic critical temperatures, to generate new topological phases or to optimize the properties of thermoelectric materials ? Can we develop an inverse design strategy, namely given a target property, determine which material will have to be photoexcited and at which fluence to obtain it ?
The proposal will impact chemistry, physics, energy and material engineering. It could lead, for example, to the development of devices with dynamical light switching on/off of magnetism or ferroelectricity, relevant for ultrafast memories, or to the stabilization of new thermoelectric compounds with photo-tunable thermal conductivity and figure of merit. DELIGHT will foster these and similar developments by implementing a fundamentally new and unique database of out-of-equilibrium accessible states of matter that will be a reference for future experiments.
Ámbito científico
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
- natural sciencescomputer and information sciencesdatabases
- natural scienceschemical sciencesphysical chemistryquantum chemistry
- engineering and technologymaterials engineering
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physicsultrafast lasers
- natural sciencesphysical sciencesmolecular and chemical physics
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstitución de acogida
38122 Trento
Italia