Description du projet
Révéler les phases cachées des matériaux quantiques par l’imagerie des défauts topologiques
Pleinement exploiter le potentiel des matériaux quantiques, implique d’accéder à leurs phases cachées de plus haute énergie, qui ne sont pas accessibles thermiquement. Cela est possible grâce à l’excitation laser ultrarapide, mais ces phases induites par la lumière sont éphémères et ne durent que quelques centaines de picosecondes. La topologie peut fournir une solution pour stabiliser ces phases, en effet les transitions de phase ultrarapides induites par les impulsions laser génèrent naturellement des défauts topologiques. Jusqu’à présent, l’imagerie de ces défauts de courte durée à l’échelle du nanomètre n’était tout simplement pas réalisable. Pour résoudre ce problème, le projet KnotSeen, financé par le CER, se propose de réaliser l’imagerie en espace réel des défauts topologiques dans les phases induites par la lumière en utilisant des méthodes d’imagerie XUV cohérentes. Il entend ainsi révéler les mécanismes par lesquels les défauts topologiques contrôlent les phases induites par la lumière, en apportant les moyens de les stabiliser et de les contrôler.
Objectif
Quantum materials host many exotic and useful phases, and harnessing these states has spurred tremendous research effort. However, the full potential of quantum materials lies in the rich landscape of higher-energy hidden phases, those which are not thermally accessible. Ultrafast laser excitation has recently emerged as a way access these hidden phases, leading to the idea of re-writing material properties on demand, but these states usually only survive for hundreds of picoseconds. Thus a key outstanding question remains: how can we stabilize light-induced phases?
One key mechanism which can stabilize a phase is topology. The ultrafast phase transitions induced by femtosecond laser pulses naturally lead to the generation of topological defects. These defects, which can only relax after propagating until they encounter another topological defect, could either offer a route to stabilizing light-induced phases or impede their formation, and have been invoked in both contexts to explain many observations. However, actually imaging these nanometer scale defects on the femtosecond to nanosecond timescales required for light-induced phases has not been possible, and so the role of topological defects in light-induced phases remains unclear.
In KnotSeen I will perform the first real space imaging of topological defects in light-induced phases using coherent XUV imaging methods, which provide the necessary spatial, temporal, and spectral resolution to map topological defects at the nanoscale and out of equilibrium. I will map the creation, propagation, and destruction of topological defects in two important cases: quenched superconductivity in the cuprates and light-induced phases in the manganites. A novel data analysis approach will be used to distinguish repeatable from stochastic dynamics at the nanoscale. KnotSeen will reveal the mechanisms by which topological defects control light-induced phases, enabling new tools to stabilize and selectively control them.
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.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
28049 Madrid
Espagne