Descripción del proyecto
Exploración de fases topológicas de no equilibrio en materiales triviales
Los materiales topológicos pueden ser aislantes a granel, pero presentar estados superficiales conductores a causa del orden topológico protegido por simetría. Dicha clase de materiales, con estados electrónicos protegidos frente a las perturbaciones, es muy prometedora para la electrónica sin disipación y los ordenadores cuánticos tolerantes a fallos. Los aislantes topológicos podrían pasar de un estado no conductor a otro conductor mediante pulsos de luz. Los pulsos de luz también podrían ayudar a estabilizar las fases topológicas de no equilibrio en materiales triviales. Sin embargo, la monitorización en tiempo real de las transiciones de fase topológicas ultrarrápidas y de no equilibrio supone todo un reto. El equipo del proyecto UTOPIQ, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, utilizará pulsos de femtosegundos adaptados con simetrías peculiares para inducir dinámicas electrónicas ultrarrápidas que conduzcan a transiciones de fase topológicas en materiales bidimensionales. Se medirá la estructura de banda electrónica de no equilibrio de materiales cuánticos bidimensionales fotoexcitados mediante espectroscopia con resolución temporal, angular y de polarización.
Objetivo
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.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
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.
- ciencias naturalesmatemáticasmatemáticas purastopología
- ciencias naturalesciencias físicasfísica atómica
- ciencias naturalesciencias físicasópticaespectroscopia
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
75794 Paris
Francia