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

Descrizione del progetto

Esplorare i fenomeni di non-equilibrio nei materiali quantistici

Per sfruttare i materiali quantistici e progettare nuove funzionalità, è necessario capire come i loro stati quantistici macroscopici si evolvono dalle interazioni microscopiche e come rispondono alle perturbazioni esterne. Sebbene gli attuali metodi ultrarapidi e la microscopia a scansione tunnellizzata (STM) forniscano alcune informazioni sulla dinamica dei materiali quantistici, essi presentano dei limiti. Nessuno dei due è in grado di fornire una comprensione globale della risposta di non-equilibrio di uno stato quantistico o delle dinamiche di non-equilibrio localizzate su scala atomica. Il progetto FASTOMIC, finanziato dal CER, si propone di sviluppare tecniche avanzate di imaging STM ultraveloce in grado di catturare questi fenomeni. Stimolerà inoltre gli stati di Floquet mediante un pilotaggio periodico con la luce per studiare e controllare nuove proprietà quantistiche su scala atomica.

Obiettivo

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.

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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 572 500,00
Indirizzo
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 MUNCHEN
Germania

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Regione
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 572 500,00

Beneficiari (1)

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