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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Imaging phase transitions in quantum materials

Descripción del proyecto

Una técnica de microscopía con una resolución espacial sin precedentes revela las interacciones de los electrones

La física de los sistemas de electrones que interactúan firmemente es extraordinariamente rica y compleja. Los grados de libertad de la carga, el espín, la órbita y la red de electrones dan lugar a interacciones contrapuestas, lo que provoca transiciones de fase y la aparición de fases exóticas. El objetivo del proyecto SEE_QPT, financiado con fondos europeos, es ofrecer pruebas claras para estos esquivos estados de muchos cuerpos que están en el punto ciego de las mediciones globales. Los investigadores utilizarán un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID), una potente sonda de barrido para identificar y tomar imágenes de trazas de conductividad, superconductividad y magnetismo con una alta resolución espacial. La herramienta incluirá un conjunto de controles de sintonía para permitir la manipulación y toma de imágenes simultáneas de las transiciones de fase cuántica. Los resultados del proyecto proporcionarán más pistas sobre los mecanismos que impulsan las transiciones fundamentales de los electrones y allanarán el camino al desarrollo de materiales cuánticos innovadores.

Objetivo

Strongly interacting electron systems lead to a wealth of competing phases, phase transitions, and quantum critical points. When probed globally, the inherent inhomogeneities, disorder, localization, and mixture with other phases can be a stumbling block in detecting and controlling the various electronic states. Armed with a suitable local probe, however, spatial inhomogeneities turn from a concealing factor into the key to unveil new exotic electronic phases. Our unique tool, the scanning SQUID, is the most suitable probe, as it provides both extremely high magnetic sensitivity - capable of detecting trace amounts of conductivity, superconductivity and magnetism - with a high spatial resolution. We will integrate our state-of-the-art sensor with a set of tuning knobs, to enable simultaneous manipulation and imaging of quantum phase transitions.
Our key goal is to provide clear-cut evidence for elusive many-body states that are in the blind spot of global measurements. We will detect hidden phases, such as traces of superconducting islands in an insulator, puddles of strongly correlated electrons at the onset of metallicity, and protected states in topological phases. The spatial distribution of states and disorder-related inhomogeneities will serve as the main tool in our quest. We will elucidate the correlations between emergent states that show non-trivial coexistence, such as magnetism and superconductivity, conductivity in a ferroelectric medium and itinerant ferromagnetism. We will provide clues about the mechanisms that drive fundamental transitions, such as the metal-insulator and the superconductor-insulator transitions. We will track phases and fluctuations near quantum criticality, and use the local information to bridge the gap between the microscopic behavior and the thermodynamic limit, where critical phenomena emerge. We aim to explore fundamental questions like the universality of transitions and assist the development of quantum materials.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-COG - Consolidator Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2019-COG

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Institución de acogida

BAR ILAN UNIVERSITY
Aportación neta de la UEn
€ 2 052 739,00
Coste total
€ 2 052 739,00

Beneficiarios (1)