Projektbeschreibung
Neue Schwingungen im Terahertz-Bereich ebnen den Weg für exotische Oszillatoren auf molekularer Ebene
Der Terahertz-Frequenzbereich (THz) zwischen dem Mikrowellen- und Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums ist für die Wissenschaft und Technik von besonderer Bedeutung. Er entspricht den kollektiven mechanischen Schwingungen, die mit inter- und intramolekularen Interaktionen, der Schwingungsbewegung von Atomen und Molekülen in einem Kristallgitter (Phononen) und den Biegeschwingungen vieler einzelner Moleküle in Zusammenhang stehen. Das EU-finanzierte Projekt QTONE sucht nach neuen Schwingungen im Terahertz-Bereich, die das Design und die Demonstration exotischer Quantenphänomene in Oszillatoren auf molekularer Ebene anregen, eine neue Welle der Grundlagen- und angewandten Forschung auslösen und der EU einen Wettbewerbsvorteil verschaffen.
Ziel
QTONE aims at discovering new quantum phenomena involving THz vibrational modes, and at gaining control over them using novel concepts inspired from cavity quantum optomechanics and new techniques developed for nano-plasmonics and molecular break-junctions. The three main goals of the project are:
(i) Perform optomechanical quantum information processing with THz phonons in low-dimensional systems, using a combination of ultrafast spectroscopy and time-correlated photon counting to measure quantum correlations mediated by non-classical vibrational states.
(ii) Demonstrate the feasibility of dynamical backaction amplification of THz phonons by coupling molecules and nanomaterials to plasmonic cavities and by leveraging exciton-phonon coupling to realize exciton-assisted optomechanics.
(iii) Interrogate and drive a single-molecule inside a plasmonic nanocavity using simultaneous inelastic electron tunneling and Raman spectroscopies in a molecular break-junction with engineered plasmonic resonance.
I anticipate that this project will have widespread impacts on our understanding of quantum phenomena in molecular-scale oscillators, and will foster the excellence of Europe in fields ranging from fundamental science to quantum technologies and molecular electronics.
Wissenschaftliches Gebiet
Not validated
Not validated
- natural sciencesphysical sciencesopticscavity optomechanics
- natural sciencesphysical sciencesatomic physics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsphotons
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
1015 Lausanne
Schweiz