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2-Dimensional Phase-sensitive ULtrafast SpEctroScopy: unravelling photo-induced reactions by multi-dimensional Raman

Descrizione del progetto

Una configurazione Raman innovativa per la spettroscopia avanzata

Le reazioni indotte dalla luce comprendono un’ampia gamma di fenomeni, tra cui la conversione di energia nelle proteine, il fotodanneggiamento da irradiazione UV nella pelle e il rilassamento dei vettori nei dispositivi optoelettronici. Questi e altri processi cruciali, tuttavia, sono spesso nascosti a causa dei limiti delle nostre apparecchiature e tecnologie. Il progetto 2D-PULSES, finanziato dal CER, si propone di sviluppare un’innovativa configurazione Raman bidimensionale a risonanza nell’ultravioletto visibile, usando tecnologie di rilevamento sensibili alla fase per studiare processi chimici, biologici e fisici. Questo sistema Raman avanzato, che incorpora un approccio multidimensionale, consentirà di svolgere ricerche di importanza critica e fornirà approfondimenti sulla femtochimica e sulla femtofisica, nonché sui loro moti nucleari sinergici.

Obiettivo

We propose the construction and development of a visible/ultraviolet (UV) two-dimensional resonance Raman (2DR) setup with phase-sensitive detection to tackle ultrafast Chemical, Physical and Biological processes. Light-induced reactions cover a broad range of phenomena, from screening of photo-damage in skin upon UV irradiation to carrier relaxation in opto-electronic devices and energy conversion in proteins. Their lowest hierarchical level lies in the interplay of nuclear motion and normal mode couplings, such as funnelling the absorbed energy to the solvent via molecular oscillations in nucleobases, electron-phonon/phonon-phonon couplings in graphene, vibrational cooling in hemeproteins. Nature has intricately coupled vibrational degrees of freedom to facilitate light-energy conversion into synergistic nuclear motions, ruling femtochemistry and femtophysics. Conventional spectroscopic methods project structural information along specific normal coordinates, providing limited insights into these coupled motions. 2DR combines the structural sensitivity inherent to the Raman process with a multi-dimensional scheme, yielding frequency correlation spectra that encode information on the vibronic mode couplings across the entire vibrational manifold. Critically, the development of 2DR and its application to light-driven processes has been hindered by technical and conceptual hurdles. Among them: 1) 2DR realizations have been confined to restricted visible regions, while most biomolecules require spectral tunability and/or UV excitations; 2) vibrational signatures recorded by 2DR can be assigned both to vibrational (anharmonic) mode couplings as well as to (harmonic) high-order Raman transitions. The set up of the proposed novel 2DR approach will circumvent these limitations, establishing an interdisciplinary research team toiling over unsolved problems in which the ultrafast and multidimensional facets play a key role.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC -

Istituzione ospitante

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Contributo netto dell'UE
€ 1 498 750,00
Indirizzo
Piazzale Aldo Moro 5
00185 Roma
Italia

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Regione
Centro (IT) Lazio Roma
Tipo di attività
Istituti di istruzione secondaria o superiore
Collegamenti
Costo totale
€ 1 498 750,00

Beneficiari (1)