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Imaging Kagome Anomalies with inveRse phOtoemission Spectroscopy

Description du projet

Éclairer un angle mort critique dans les matériaux quantiques kagomé

Les matériaux kagomé – dont le nom vient d’un motif japonais de vannerie auquel ressemble leur agencement atomique – présentent une remarquable diversité de phénomènes électroniques exotiques. Leur étude nécessite de cartographier l’intégralité de la structure électronique en bandes. La spectroscopie de photoémission actuelle ne permet de sonder que les états électroniques occupés, laissant subsister un angle mort critique au-dessus du seuil énergétique. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet IKAROS vise à combler cette lacune en mettant au point un dispositif de photoémission inverse de nouvelle génération et en l’utilisant parallèlement à la spectroscopie conventionnelle sur trois composés kagomé complémentaires. Il pourrait permettre d’obtenir les premières cartes complètes à haute résolution et résolues en impulsion de la structure en bandes, offrant ainsi un éclairage sans précédent sur les phénomènes quantiques qui rendent ces matériaux exceptionnels sur les plans scientifique et technologique.

Objectif

Kagome materials host a unique electronic landscape, including flat bands, Dirac points, and van Hove singularities (VHS), which underpin emergent phenomena such as unconventional superconductivity, anomalous Hall effect, and topological states. These features are typically investigated with angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES), yet many remain inaccessible because photoemission probes only occupied states and is blind to unoccupied bands above the Fermi level. Inverse-ARPES (ARIPES) is, at present, a scarcely developed technique which is not yet suitable to perform such studies.
These technological and scientific gaps will be bridged by the IKAROS project. With IKAROS, I will contribute to the development of ARIPES, a revolutionary inverse-photoemission setup which will redefine the state of the art and will be built in the laboratory of Prof. Ghiringhelli at Politecnico di Milano. Then, I will realize the first high-resolution, momentum-resolved mapping of the full bandstructure—including unoccupied states—of representative Kagome compounds using direct and inverse photoemission spectroscopy.
The study targets three complementary systems: the prototypical CsV₃Sb₅ which hosts Dirac cones and VHS slightly above the Fermi level; FeSn, whose structure gives rise to an isolated flat band above the Fermi level, to characterize its width and quantify the electronic correlations; and Nb₃Cl₈, a new van-der-Waals Kagome material with strong correlations and thickness-dependent properties, to track the evolution of the Mott gap from the insulating bulk to the metallic monolayer. By combining ARPES and ARIPES, IKAROS will remove a critical blind spot in Kagome spectroscopy, delivering a comprehensive, momentum-resolved picture of occupied and unoccupied electronic states. Technologically, it will provide the first scientific demonstration of next-generation ARIPES, setting a new milestone in photoemission spectroscopy.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

POLITECNICO DI MILANO
Contribution nette de l'UE
€ 321 948,72
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italie
Région
Nord-Ovest Lombardia Milano
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)