O professor Fabio Boschini (acima) e seus colegas estão na vanguarda da pesquisa em materiais quânticos, empregando espectroscopia de fotoemissão resolvida no tempo e no ângulo (TR-ARPES) para impulsionar avanços tecnológicos em setores como mineração, energia e saúde. Seu trabalho recente demonstra como o TR-ARPES melhora a compreensão e a manipulação das propriedades dos materiais por meio da interação luz-matéria. Crédito: Fabio Boschini (INRS)
O professor Fabio Boschini e sua equipe do QMI-UBC destacaram a técnica de fotoemissão TR-ARPES.
A pesquisa em materiais quânticos está levando a avanços revolucionários e deverá impulsionar o progresso tecnológico que transformará 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 na principal revista de revisão de física do mundo, Análiseé da Física Modernaum 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 Stewar da UBCt O Blusson Quantum Matter Institute (Blusson QMI) ilustra que o TR-ARPES amadureceu rapidamente e se tornou uma técnica poderosa nas últimas duas décadas.
Andrea Damascelli. Crédito: Steward Blusson Quantum Matter Institute (QMI)
“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 ajuste’ é a interação luz-matéria, que promete fornecer um controle preciso das propriedades dos 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 do 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 final 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.
Referência: “Estudos ARPES resolvidos no tempo de materiais quânticos” por Fabio Boschini, Marta Zonno e Andrea Damascelli, 27 de fevereiro de 2024, Resenhas de Física Moderna.
DOI: 10.1103/RevModPhys.96.015003
Financiamento: Fundação Canadense para Inovação, Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá, Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies
