Descrizione del progetto
Svelare le fasi nascoste nei materiali quantistici attraverso l’imaging dei difetti topologici
Per sfruttare appieno il potenziale dei materiali quantistici, è necessario accedere alle loro fasi nascoste ad alta energia, che non sono accessibili termicamente. Ciò è possibile grazie all’eccitazione laser ultraveloce, ma queste fasi indotte dalla luce durano solo centinaia di picosecondi. La topologia può fornire una soluzione per stabilizzare tali fasi, poiché le transizioni di fase ultraveloci indotte dagli impulsi laser generano naturalmente difetti topologici. Finora, però, l’imaging di questi difetti di breve durata su scala nanometrica è stato fuori portata. Per risolvere il problema, il progetto KnotSeen, finanziato dal CER, eseguirà l’imaging nello spazio reale dei difetti topologici nelle fasi indotte dalla luce utilizzando metodi di imaging XUV coerenti. L’obiettivo è quello di scoprire i meccanismi con cui i difetti topologici controllano le fasi indotte dalla luce, fornendo i mezzi per stabilizzarle e controllarle.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
28049 Madrid
Spagna