Nova ferramenta poderosa inaugura uma nova era de pesquisa de materiais quânticos
O professor do INRS Fabio Boschini e colegas do QMI-UBC colocaram a técnica de fotoemissão TR-ARPES em destaque. Crédito:Fabio Boschini (INRS) A pesquisa em materiais quânticos está abrindo caminho para descobertas inovadoras e está preparada para impulsionar avanços tecnológicos que redefinirão o cenário de indústrias como mineração, energia, transporte e tecnologia médica.
Uma técnica chamada espectroscopia de fotoemissão resolvida em tempo e ângulo (TR-ARPES) emergiu como uma ferramenta poderosa, permitindo aos pesquisadores explorar o equilíbrio e as propriedades dinâmicas de materiais quânticos por meio da interação luz-matéria.
Publicado em Revisão de Física Moderna , um artigo de revisão recente do professor Fabio Boschini do Institut national de la recherche scientifique (INRS), juntamente com os colegas Marta Zonno da Canadian Light Source (CLS) e Andrea Damascelli do Steward Blusson Quantum Matter Institute (QMI) da UBC, ilustra que TR -ARPES amadureceu rapidamente e se tornou uma técnica poderosa nas últimas duas décadas.
“TR-ARPES é uma técnica eficaz não apenas para estudos fundamentais, mas também para caracterizar propriedades fora de equilíbrio de materiais quânticos para aplicações futuras”, diz o professor Boschini, especializado em espectroscopias ultrarrápidas de matéria condensada, na Énergie Matériaux Télécommunications Research. Centro.
Uma ferramenta revolucionária para pesquisa de materiais quânticos
O novo artigo fornece uma revisão abrangente da pesquisa usando TR-ARPES e seu significado em evolução na exploração da dinâmica de elétrons induzida pela luz e transições de fase em uma ampla gama de materiais quânticos.
"A comunidade científica está atualmente investigando novos 'botões de sintonia' para controlar as propriedades eletrônicas, de transporte e magnéticas de materiais quânticos sob demanda. Um desses 'botões de sintonia' é a interação luz-matéria, que promete fornecer um controle preciso da propriedades de materiais quânticos em escalas de tempo ultrarrápidas", diz o professor Boschini, que também é investigador afiliado do QMI.
"TR-ARPES é a técnica ideal para esse propósito, pois fornece uma visão direta de como a excitação da luz modifica os estados eletrônicos com resolução de tempo, energia e momento."
"O TR-ARPES inaugurou uma nova era de pesquisa de materiais quânticos, permitindo-nos 'bater no sistema' e observar como ele responde, e tirar os materiais do equilíbrio para descobrir suas propriedades ocultas", acrescenta Andrea, diretora científica da Blusson QMI. Damascelli.
Colaboração no centro do sucesso da TR ARPES
O TR-ARPES combina espectroscopia de matéria condensada (ARPES) com lasers ultrarrápidos (fotônica), reunindo grupos de pesquisa das duas áreas. A técnica deve muito do seu sucesso aos avanços significativos no desenvolvimento de novas fontes de laser capazes de produzir luz com características precisas.
Boschini está trabalhando no assunto em estreita colaboração com o professor François Légaré, professor titular do INRS e especialista em ciência e tecnologia de laser ultrarrápido. Juntos, os grupos de Boschini e Légaré construíram e estão operando uma estação final TR-ARPES de última geração com capacidades exclusivas de excitação intensa de comprimento de onda longo no laboratório Advanced Laser Light Source (ALLS).
"Graças ao apoio da Fundação Canadense para a Inovação (CFI), dos governos de Quebec (MEIE) e do Canadá, e da LaserNetUS, bem como ao recente programa CFI Major Science Initiatives, estamos agora em uma posição privilegiada para abrir o TR -Estação terminal ARPES na ALLS para usuários nacionais e internacionais", afirma o Professor Légaré, Diretor do Centro de Pesquisa Énergie Matériaux Télécommunications do INRS e Chefe Científico da ALLS.
Segundo o professor Boschini, o TR-ARPES é hoje uma técnica madura com impacto comprovado em diversos ramos da física e da química. “Outros desenvolvimentos experimentais e teóricos, semelhantes ao que estamos fazendo na ALLS, sugerem que tempos ainda mais emocionantes estão por vir”, conclui.
