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Attosecond space-time imaging of coherent quantum dynamics

Descrizione del progetto

Sondare la dinamica ultraveloce degli elettroni con un’elevata risoluzione spaziale

La coerenza quantistica è una caratteristica fondamentale della fisica quantistica, che contraddistingue le correlazioni di fase delle onde luminose o di materia. La mancanza di strumenti di imaging che mostrino una risoluzione spaziale e temporale estremamente elevata ostacola gli studi sui fenomeni di coerenza nei sistemi elettronici. L’obiettivo del progetto ATTIDA, finanziato dall’UE, è sviluppare tutte le potenzialità della spettroscopia ad attosecondi, sondando fenomeni coerenti ultraveloci con un’elevata risoluzione spaziale. L’approccio proposto si basa sulla combinazione della spettroscopia ad attosecondi con la microscopia a effetto tunnel e l’olografia elettronica. Questa combinazione dovrebbe consentire ai ricercatori di studiare le dinamiche di carica delle singole molecole e di osservare in che modo i sistemi di elettroni nelle nanostrutture si evolvono nel tempo. Le attività del progetto potrebbero avvantaggiare molteplici campi, tra cui l’ottica quantistica, la plasmonica, l’elettronica molecolare, la scienza delle superfici e la femtochimica.

Obiettivo

Coherence is a fundamental property of quantum mechanics, characterizing phase correlations of light or matter waves. It is at the heart of many physical phenomena, such as the creation of electron-hole pairs in the photovoltaic effect or the fast migration of electronic charge within a molecule. In order to study coherent electron dynamics, extremely high spatial and temporal resolving power is required, which is highly challenging. Well-established imaging methods like scanning tunneling microscopy achieve atomic-scale spatial resolution, while lacking ultrafast time resolution. At the temporal frontier, I recently bridged the gap between attosecond spectroscopy (1as = 10-18 s) and the nano-scale. The goal of my research program is to unlock the full potential of attosecond spectroscopy by achieving simultaneous spatial and temporal probing of ultrafast coherent phenomena.

The proposed approach relies on the introduction of attosecond spectroscopy into scanning tunneling microscopy and electron holography. The spatial resolution of these methods is based on nano-scale needle tips, serving as local probes or as point-like electron sources. My team and I will develop attosecond temporal gates at the tips, enabling pump-probe spectroscopy. The resulting “pump” – triggering the coherent dynamics – and the “probe” – measuring its evolution – are localized in space and time, with attosecond and sub-nanometer precision. This combination will allow watching charge dynamics in a single molecule and observing multi-electron dynamics in nanostructures with atomic-scale site selectivity, as they evolve in real time.

My approach has the potential to shed new light on quantum optics, plasmonics, molecular electronics, surface science and femtochemistry. In particular, my team and I will study quantum tunneling on the atomic level, charge migration in organic molecules and electron-hole dynamics in low-dimensional solid-state systems.

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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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.

ERC-STG - Starting Grant

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-2019-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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.

€ 1 690 323,00
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.

€ 1 690 323,00

Beneficiari (1)

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