Opis projektu
Dynamiczna modulacja właściwości falowych elektronów zapoczątkuje nową erę mikroskopii elektronowej
Wynaleziony w 1931 roku mikroskop elektronowy umożliwił pokonanie bariery narzuconej przez właściwości światła widzialnego i umożliwił prowadzenie badań z wyższą rozdzielczością. Urządzenie to wykorzystuje falową naturę elektronów, zjawisko, za odkrycie którego kilka lat przed budową mikroskopu przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Obecnie modulowanie funkcji falowej elektronów daje nadzieję na znaczne podniesienie możliwości mikroskopii elektronowej, a także rozszerzenie sposobów jej wykorzystania, zwiększenie rozdzielczości przestrzennej i czasowej oraz podniesienie czułości tej metody. Finansowany przez UE projekt SMART-electron zapoczątkowuje nowy etap badań nad materiałami – przy użyciu ultraszybkich pól elektromagnetycznych, które posłużą do inteligentnego modulowania funkcji falowych swobodnych elektronów. Mamy nadzieję, że to doprowadzi do skokowej zmiany możliwości tej techniki badawczej.
Cel
Addressing the grand-challenges that the world is facing nowadays in connection with ‘energy’, ‘information’ and ‘health’ requires the development of unconventional methods for unprecedented visualization of matter. SMART-electron aims at developing an innovative technological platform for designing, realizing and operating all-optical rapidly-programmable phase masks for electrons. By introducing a new paradigm where properly synthesized ultrafast electromagnetic fields will be used for engineering the phase space of a free-electron wave function, we will be able to achieve unprecedented space/time/energy/momentum shaping of electron matter waves, surpassing conventional passive monolithic schemes and revolutionizing the way materials are investigated in electron microscopy. Such unique high-speed, flexible and precise full-phase multidimensional control, will enable novel advanced imaging approaches in electron microscopy with enhanced features, such as higher image-resolution, lower electron dose, faster acquisition rate, higher signal-to-noise ratio, and three-dimensional image reconstruction, together with higher temporal resolution and high energy-momentum sensitivity. In SMART-electron, we will make such potential a reality by implementing for the first time three beyond-the-state-of-the-art imaging techniques enabled by our photonic-based electron modulators, namely: (1) Ramsey-type Holography, (2) Electron Single-Pixel Imaging, and (3) Quantum Cathodoluminescence. Such new approaches will lead to unprecedented visualization of many-body states in quantum materials, real-time electrochemical reactions, and spatio-temporal localization of biomimetic nanoparticles in cells for drug delivery. By surpassing the current paradigms in terms of electron manipulation, the project has the potential to drive electron microscopy into a new and exciting age where scientists will benefit from new tools with unprecedented performances that were unimaginable until now.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
20126 MILANO
Włochy