Description du projet
Des phénomènes magnétiques ultrarapides utilisant des plasmons «torsadés»
Le développement d’applications opto-magnétiques ultrarapides en spintronique nécessite le contrôle cohérent de bits magnétiques à l’échelle nanométrique. Les champs électromagnétiques de torsion (produits par la lumière avec un moment angulaire orbital) peuvent offrir un meilleur contrôle du mouvement et du spin des électrons que la lumière à polarisation circulaire. La question de savoir si la lumière torsadée peut agir sur le magnétisme reste toutefois ouverte. L’étude nécessite un moyen de générer des champs électromagnétiques à l’échelle nanométrique porteurs d’une forte densité de moment angulaire orbital. Le projet MagneticTWIST, financé par le CER, entend favoriser le transfert cohérent du moment angulaire orbital vers le spin électronique et les degrés de liberté orbitaux à l’échelle nanométrique en recourant à des polaritons de plasmons «torsadés» porteurs du moment angulaire orbital et pilotés par des impulsions lumineuses femtosecondes.
Objectif
Harnessing twisted light (light carrying orbital angular momentum) on the nanoscale, and its interaction with magnetism, can revolutionize how we encode and process information. In fact, twisted electromagnetic fields can enable a superior control over the motion of the electrons and their spin compared to circularly polarized light. Yet, a clear demonstration that it is possible to act on magnetism using twisted light has still to be established. The main challenge is to find an approach to generate nanoscale electromagnetic fields carrying orbital angular momentum, which can be exploited to drive magnetism with extreme (few nanometers) spatial resolution, at the intrinsic time scale (few tens of femtoseconds) of the fundamental magnetic interactions (exchange and spin-orbit coupling) responsible for the magnetic order in matter. This feature is essential for the development of ultrafast opto-magnetic applications in spintronics, where a major goal is the coherent control of nanoscale magnetic bits. In MagneticTWIST I tackle this challenge and propose the way towards nanoscale control of ultrafast magnetic phenomena by exploiting twisted plasmons, that is plasmon polaritons (light-induced coherent collective oscillations of free electrons in metals) carrying orbital angular momentum and driven by femtosecond light pulses. This strategy will enable a coherent transfer of orbital angular momentum to the electronic spin and orbital degrees of freedom at the nanoscale. In this way, I will disclose new types of light-matter interactions and new kinds of opto-magnetic effects, with a ground-breaking impact on ultrafast magnetism, spintronics and light-driven electronics. Beyond this, MagneticTWIST will open a radically new path enabling to store and process an infinite amount of information on different spatiotemporal levels, impacting also other research fields such as cryptography, artificial intelligence, and quantum technology.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellesinformatique et science de l'informationsécurité informatiquecryptographie
- sciences naturellessciences physiquesélectromagnétisme et électroniquespintronique
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
901 87 Umea
Suède