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Ultrafast atomic-scale imaging and control of nonequilibrium phenomena in quantum materials

Descripción del proyecto

Explorar fenómenos de no equilibrio en materiales cuánticos

Para explotar los materiales cuánticos y diseñar nuevas funcionalidades, resulta necesario comprender cómo evolucionan sus estados cuánticos macroscópicos a partir de interacciones microscópicas, y también cómo responden a perturbaciones externas. Aunque los actuales métodos ultrarrápidos y el microscopio de efecto túnel (MET) permiten comprender mejor la dinámica de los materiales cuánticos, tienen sus limitaciones. Ninguno puede proporcionar una comprensión global de la respuesta de no equilibrio de un estado cuántico ni de la dinámica de no equilibrio localizada a escala atómica. El proyecto FASTOMIC, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo desarrollar técnicas avanzadas de obtención de imágenes con MET ultrarrápidas que permitan captar estos fenómenos. También estimulará los estados Floquet mediante conducción periódica con luz para investigar y controlar nuevas propiedades cuánticas a escalas atómicas.

Objetivo

Quantum materials (QMs) are of great importance for the development of future quantum nanophotonics and nanoelectronic devices. To harness their full potential and design novel functionalities, it is essential to understand how their macroscopic quantum states arise from the microscopic interaction between their charge, lattice, orbital, and spin degrees of freedom, and how they respond to external perturbations. While ultrafast techniques offer unique insight into microscopic interactions at global, macroscopic scales, they fall short of capturing the local response of a many-body quantum state directly at the atomic scale.

In contrast, scanning tunneling microscopy (STM) enables imaging of stationary quantum states with angstrom spatial resolution, revealing atomic inhomogeneities, local disorder, or how quantum phases can vary over angstrom scales. Such irregularities are ubiquitous in real devices, and can even be a key feature of technically relevant metastable phases. In these cases, the global understanding of the nonequilibrium response of a quantum state is not sufficient to fully capture its properties, and one must also understand the localized response directly at the relevant spatial - angstrom - scales. Yet, the study of atomically localized nonequilibrium dynamics in QMs has so far been out of reach.

In this proposal, I will employ ultrafast Terahertz-lightwave-driven STM (THz-STM) to (i) explore the response of correlated electron states to global and local perturbations and as a function of their local environment, and (ii) induce new quantum properties by periodic driving with light to create Floquet topological states and study their topological properties at the atomic scale.

FASTOMIC will bridge the gap between atomic real-space and ultrafast real-time investigation of condensed quantum matter, providing scientific insights and technological advances that go significantly beyond existing capabilities.

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. Véas: El vocabulario científico europeo..

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Palabras clave

Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).

Programa(s)

Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.

Tema(s)

Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.

Régimen de financiación

Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2024-STG

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Institución de acogida

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Aportación neta de la UEn

Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.

€ 1 572 500,00
Coste total

Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.

€ 1 572 500,00

Beneficiarios (1)

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