Descrizione del progetto
La spettroscopia molecolare fa un grande salto in avanti
Comprimere la luce in spazi ultra-ristretti consente un radicale aumento della risoluzione spaziale e temporale della spettroscopia. Il progetto NanoLight-QD, finanziato dall’UE, è una collaborazione interdisciplinare che mira a far avanzare le tecniche di spettroscopia molecolare all’avanguardia. Il progetto condurrà simulazioni al computer ab initio per osservare e aumentare la comprensione delle normali modalità di vibrazione e dinamica elettronica di una molecola in materiali 2D. Per confinare la luce su scala nanometrica, i ricercatori ottimizzeranno la forma e la disposizione delle nanostrutture plasmoniche usando l’intelligenza artificiale. Quest’ultima contribuirà ad aumentare la velocità e l’accuratezza del calcolo della densità elettronica e la stima del flusso di luce attorno alle nanoparticelle, che sono ora calcolate dalla teoria funzionale della densità e dalle equazioni di Maxwell.
Obiettivo
This is a project that explores the interface among nanooptics, nanomaterials and molecular spectroscopy. This project will be developed in collaboration with three top experimental groups at different research institutions, and will be carried out by Dr. Franco Bonafé under the supervision of Prof. Dr. Angel Rubio, Director of the Theory Department of MPSD.
The main goal of the project is to demonstrate that the spatial and temporal resolution of different spectroscopies can be improved by utilizing the ultra-strong confinement of structured light down to the nanoscale. To this purpose, we will optimize the shape and arrangement of plasmonic nanostructures using machine learning algorithms, combining real-time time-dependent density functional theory simulations coupled fully self-consistently to Maxwell's equations. The work is divided into three main parts with clear interdependent tasks and goals, namely: 1) geometry optimization of plasmonic nanostructures to enhance the confinement of light, and its application in photoelectron emission; 2) development of a frequency-domain linear-response technique to increase the resolution of tip-enhanced Raman spectra of molecular vibrations in nanocavities; and 3) study of near-field structured light for attosecond photoelectron spectra of 2D materials. Our predictions will be experimentally tested by our network of experimental groups.
Overall, the aim of the project is to push the limits of state-of-the-art molecular spectroscopy techniques by ab initio computer simulations, increasing our ability to understand the properties of matter both at the scales of molecular vibrations and of attosecond electron dynamics in 2D materials. The researcher will clearly benefit from gaining training in non-equilibrium ab initio methods and from the world-wide top level network of experimental collaborators, that will bring him to a new stage in his career towards becoming an independent group leader in theoretical spectroscopy.
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.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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80539 Munchen
Germania