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Multi-messenger soft-field spectroscopy of molecular electronics at interfaces

Description du projet

Solution et protocole de spectroscopie à champ doux

La dépendance croissante à l’égard des technologies et des dispositifs électroniques, ainsi que les avantages qu’ils offrent dans un large éventail de tâches, les ont rendus essentiels à de nombreuses percées et découvertes. Des processus tels que la catalyse, le transport de charges dans les dispositifs optoélectroniques et la collecte d’énergie solaire ont beaucoup à gagner de l’interrogation en temps réel de l’électronique moléculaire à l’interface entre différents milieux. Malheureusement, des limitations technologiques et méthodologiques ont entravé notre capacité à étudier ces processus avec la précision requise. Le projet SoftMeter, financé par le CER, va développer une solution de spectroscopie bicolore multi-messagers qui permettra de surmonter les difficultés et les limites actuelles, apportant une résolution spatio-temporelle nettement supérieure. Enfin, le projet démontrera et testera cette solution par le biais de plusieurs expériences innovantes de spectroscopie laser ultrarapide.

Objectif

The real-time interrogation of molecular electronics at the interface between different media is key to understanding the fundamental mechanisms at the basis of processes such as catalysis, solar energy harvesting, and charge transport in optoelectronic devices. Such an investigation ultimately requires attosecond temporal resolution and picometer spatial accuracy, to capture in real-time the energy exchanges mediated by the electron wave function and the competing structural changes of the target. Experimental strong-field-laser physics has been demonstrated to provide outstanding spectroscopical methods for this purpose, such as high-harmonic generation spectroscopy, attosecond science, and laser-induced electron diffraction. However, it also presents intrinsic limitations such as high peak intensities, low efficiency, and poor tunability. These obstacles have so far hindered its application to the study of high-complexity systems, for example complex interfaces.
SoftMeter aims at filling this gap. We are proposing a novel multi-messenger two-color spectroscopy, namely soft-field spectroscopy, that converts the concepts of strong-field physics into the moderate or weak field regime and overcomes its limitations, while still providing an unprecedented spatiotemporal resolution. The new protocol will be developed in the first phase of the project: It is based on an interferometric setup combining few-fs ultraviolet pulses with few-cycle IR pulses, and on the multi-messenger measurement of the laser-induced electron diffraction and the high-harmonic radiation of the target. In the second phase of the project, the novel soft-field scheme will be employed for the real-time interrogation of electronics at molecular interfaces.
SoftMeter will pave the way for a new class of ultrafast laser spectroscopy experiments, with a large impact on several disciplines, ranging from photo-chemistry to biology, as well as from energetics to environmental science.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

DEUTSCHES ELEKTRONEN-SYNCHROTRON DESY
Contribution nette de l'UE
€ 1 498 750,00
Coût total
€ 1 498 750,00

Bénéficiaires (1)