Electronic Structure of Quantum Materials

量子材料的电子结构

基本信息

  • 批准号:
    CRC-2021-00150
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.93万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Quantum materials exhibit exotic effects widely expected to underpin revolutionary advances across diverse technologies, including high performance batteries and supercapacitors, scalable quantum computers, novel architectures to improve conventional computer microprocessors and memory, superconductors to enhance the electrical grid and high-speed transportation, ultra-sensitive magnetic sensors to image brain activity with high resolution, and many others. Elucidating these effects is difficult because they emerge from complex correlations between electrons and cannot be understood in terms of the behaviour of individual electrons. Current advanced spectroscopic tools such as scanning tunneling microscopy (STM) and angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) interrogate electrons individually and yield only indirect information about electron correlations. To address this critical gap, we will study quantum materials with a novel technique - the first of its kind in the world - to directly probe electron correlations: coincidence two-electron angle-resolved photoemission spectroscopy (2e-ARPES). This approach uniquely combines coincidence electron-pair detection with high momentum-, energy-, and dynamic time-resolution. Specifically, to achieve the anticipated scientific breakthroughs, the research program will target four research themes: (1) cuprate superconductors and charge density waves systems; (2) multi-band iron-based superconductors; (3) optical tailoring of quantum matter; and (4) Majorana modes in topological insulators. The goal is that the knowledge developed through this research program may allow us to precisely engineer quantum materials and optimize their properties to serve as the foundation for next-generation technologies.The unprecedented insights into the physics and application of quantum materials - allowing us to more fully understand the emergent phenomena and harness them into new technological capabilities - will advance UBC and Canada to the very forefront of this exciting and rapidly growing field.
量子材料表现出的奇异效应被广泛认为将支撑各种技术的革命性进步,包括高性能电池和超级电容器、可扩展的量子计算机、改进传统计算机微处理器和存储器的新颖架构、增强电网和高速运输的超导体、超导体灵敏的磁传感器以高分辨率对大脑活动进行成像,等等。阐明这些效应很困难,因为它们产生于电子之间复杂的相关性,并且无法根据单个电子的行为来理解。当前先进的光谱工具,如扫描隧道显微镜 (STM) 和角分辨光电子能谱 (ARPES) 单独询问电子,仅产生有关电子相关性的间接信息。为了解决这一关键差距,我们将使用一种新技术(世界上首创)来研究量子材料,以直接探测电子相关性:重合二电子角分辨光电子能谱(2e-ARPES)。这种方法独特地将重合电子对检测与高动量、能量和动态时间分辨率结合起来。具体来说,为实现预期的科学突破,该研究计划将针对四个研究主题:(1)铜酸盐超导体和电荷密度波系统; (2)多带铁基超导体; (3)量子物质的光学裁剪; (4) 拓扑绝缘体中的马约拉纳模式。目标是通过该研究计划开发的知识可以使我们能够精确地设计量子材料并优化其性能,以作为下一代技术的基础。对量子材料的物理和应用的前所未有的见解 - 使我们能够更多充分了解新兴现象并将其转化为新的技术能力 - 将推动 UBC 和加拿大走在这个令人兴奋且快速发展的领域的最前沿。

项目成果

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Damascelli, Andrea其他文献

Fano interference between collective modes in cuprate high-Tc superconductors
铜酸盐高温超导体中集体模式之间的法诺干涉
  • DOI:
    10.1038/s41467-023-36787-4
  • 发表时间:
    2023-03-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Chu, Hao;Kovalev, Sergey;Wang, Zi Xiao;Schwarz, Lukas;Dong, Tao;Feng, Liwen;Haenel, Rafael;Kim, Min-Jae;Shabestari, Parmida;Hoang, Le Phuong;Honasoge, Kedar;Dawson, Robert David;Putzky, Daniel;Kim, Gideok;Puviani, Matteo;Chen, Min;Awari, Nilesh;Ponomaryov, Alexey N.;Ilyakov, Igor;Bluschke, Martin;Boschini, Fabio;Zonno, Marta;Zhdanovich, Sergey;Na, Mengxing;Christiani, Georg;Logvenov, Gennady;Jones, David J.;Damascelli, Andrea;Minola, Matteo;Keimer, Bernhard;Manske, Dirk;Wang, Nanlin;Deinert, Jan-Christoph;Kaiser, Stefan
  • 通讯作者:
    Kaiser, Stefan
Comparative Electronic Structures of the Chiral Helimagnets Cr1/3NbS2 and Cr1/3TaS2
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2023-09-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Xie, Lilia S. S.;Gonzalez, Oscar;Li, Kejun;Michiardi, Matteo;Gorovikov, Sergey;Ryu, Sae Hee;Fender, Shannon S.;Zonno, Marta;Jo, Na Hyun;Zhdanovich, Sergey;Jozwiak, Chris;Bostwick, Aaron;Husremovic, Samra;Erodici, Matthew P.;Mollazadeh, Cameron;Damascelli, Andrea;Rotenberg, Eli;Ping, Yuan;Bediako, D. Kwabena
  • 通讯作者:
    Bediako, D. Kwabena
Revealing the high-energy electronic excitations underlying the onset of high-temperature superconductivity in cuprates
揭示铜酸盐高温超导性发生背后的高能电子激发
  • DOI:
    10.1038/ncomms1354
  • 发表时间:
    2011-06-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Giannetti, Claudio;Cilento, Federico;Dal Conte, Stefano;Coslovich, Giacomo;Ferrini, Gabriele;Molegraaf, Hajo;Raichle, Markus;Liang, Ruixing;Eisaki, Hiroshi;Greven, Martin;Damascelli, Andrea;van der Marel, Dirk;Parmigiani, Fulvio
  • 通讯作者:
    Parmigiani, Fulvio
Two superconducting states with broken time-reversal symmetry in FeSe 1−x S x
FeSe 1–x S x 中时间反转对称性破缺的两种超导态
  • DOI:
    10.1073/pnas.2208276120
  • 发表时间:
    2023-05-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Matsuura, Kohei;Roppongi, Masaki;Qiu, Mingwei;Sheng, Qi;Cai, Yipeng;Yamakawa, Kohtaro;Guguchia, Zurab;Day, Ryan P.;Kojima, Kenji M.;Damascelli, Andrea;et al
  • 通讯作者:
    et al

Damascelli, Andrea的其他文献

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