Projektbeschreibung
Topologische Nichtgleichgewichtsphasen in trivialen Materialien erforschen
Topologische Materialien können in der Masse isolierend sein, aber aufgrund der symmetriegeschützten topologischen Ordnung leitende Oberflächenzustände aufweisen. Diese Materialklasse besteht aus elektronischen Zuständen, die gegen Störungen geschützt sind, und ist vielversprechend für den Einsatz in verlustfreier Elektronik und fehlertoleranten Quantencomputern. Topologische Isolatoren könnten mithilfe von Lichtimpulsen von einem nichtleitenden in einen leitenden Zustand überführt werden. Lichtpulse könnten ebenfalls dazu beitragen, topologische Nichtgleichgewichtsphasen in trivialen Materialien zu stabilisieren. Die Echtzeitüberwachung ultraschneller topologischer Phasenübergänge, die nicht im Gleichgewicht sind, stellt jedoch eine Herausforderung dar. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts UTOPIQ werden maßgeschneiderte Femtosekundenpulse mit besonderen Symmetrien eingesetzt, um ultraschnelle elektronische Dynamiken zu induzieren, die zu topologischen Phasenübergängen in 2D-Materialien führen. Die elektronische Bandstruktur von photoangeregten 2D-Quantenmaterialien, die sich nicht im Gleichgewicht befinden, wird mittels zeit-, winkel- und polarisationsaufgelöster Spektroskopie gemessen.
Ziel
Topological phases of matter emerge from the interplay between broken symmetries and many-body physics and exhibit many fascinating quantum phenomena. Ultrafast switching between different topological phases using light pulses holds the promise for disruptive optoelectronic functionalities, like dissipationless and fault-tolerant logical operations. However, the lack of proper observable being simultaneously sensitive to the local (in momentum-space) topology of the band structure and compatible with time-resolved measurements prevents the real-time monitoring of ultrafast non-equilibrium topological phase transitions.
I will address this fundamental challenge by introducing innovative control and measurement methodologies using tailored light pulses in time-, angle- and polarization-resolved extreme ultraviolet photoemission spectroscopy. This approach will enable to follow the ultrafast evolution of the electronic band structures local topology, in photoexcited quantum materials. This will represent a major advance in photoemission spectroscopy, by moving from band structure mapping to accessing the dynamical evolution of the Bloch wavefunction of solids.
I will use these novel time- and quantum-state-resolved dichroic observables to investigate the rich non-equilibrium physics underlying ultrafast topological phase transitions occurring on various timescales following impulsive optical excitation using shaped pump pulses: i) during the formation of hybrid light-matter (Floquet-Bloch) states, ii) upon the transient modification of electronic correlations, and iii) following the excitation of coherent phonon modes. UTOPIQ will deliver a dramatically improved understanding of the interplay between the non-equilibrium behaviour and non-trivial topology in photoexcited quantum materials, while further representing a decisive step towards the development of the field of ultrafast on demand topology.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
75794 PARIS
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.