L’installation laser centrale (CLF) du Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC) célèbre la publication du premier article de son espace de laboratoire Artemis récemment rénové.
L’étude a utilisé de courtes impulsions lumineuses sur la ligne de faisceau de 1 kHz d’Artemis pour étudier le matériau quantique, le diséléniure de tantale (1T-TaSe2) afin de visualiser le mouvement des électrons et des ions à l’intérieur des matériaux en temps réel, fournissant des informations précieuses sur ses comportements complexes.
La découverte met en évidence le rôle des réseaux cristallins dans la conduite et la stabilisation des transitions de phase dans les matériaux quantiques. Cette compréhension pourrait conduire à la conception de matériaux dotés de propriétés électroniques uniques et a été rendue possible par les capacités avancées de l’espace de laboratoire Artemis.
Artemis, qui fait partie du complexe de recherche à Harwell (RCaH) du campus STFC Harwell dans l’Oxfordshire, est une installation de pointe dédiée à l’étude du mouvement ultrarapide des électrons dans les molécules et les nouveaux matériaux. Ouvert fin 2021, il a fourni des informations cruciales sur le comportement des transitions charge-densité-onde (CDW) dans les matériaux quantiques.
Les matériaux quantiques, qui présentent des propriétés uniques, ont fait l’objet d’intenses recherches en physique de la matière condensée.
Pour comprendre les interactions fondamentales qui se produisent au sein de ces matériaux, l’espace de laboratoire STFC Artemis fournit des capacités de pointe, notamment des sources laser ultrarapides, des lignes de lumière XUV et des stations terminales pour la dynamique moléculaire, la physique de la matière condensée et l’imagerie. L’installation est l’une des rares au monde capable d’enregistrer et de capturer des processus qui se produisent à des échelles de temps femtosecondes.
Les résultats qu’Artemis peut produire non seulement favorisent le développement de technologies innovantes, mais élargissent également notre compréhension fondamentale de la physique compliquée trouvée dans les interactions entre la lumière et la matière.
Cette dernière recherche a été dirigée par le Dr Enrico Da Como de l’Université de Bath, en collaboration avec le Dr Charles James Sayers de l’Université polytechnique de Milan et le Dr Ettore Carpene de l’Institut de photonique et de nanotechnologies du Conseil national italien de la recherche. (CNR).
Le document a été publié par le Lettres d’examen physique.
Le Dr Charles James Sayers, chercheur au sein du groupe de spectroscopie ultrarapide de l’Université polytechnique de Milan, déclare : « L’utilisation d’impulsions lumineuses ultracourtes de l’ordre des femtosecondes, telles que celles disponibles à l’installation Artemis, nous permet de visualiser directement le mouvement de des électrons et des ions à l’intérieur des matériaux en temps réel, offrant un excellent aperçu des interactions importantes qui se produisent à l’intérieur de ces matériaux exotiques. »
Le Dr Ettore Carpene, chercheur à l’Institut de photonique et de nanotechnologies du CNR, déclare : « L’une des questions scientifiques les plus importantes entourant les matériaux quantiques est l’origine des transitions de phase vers des états ordonnés de la matière.
Le Dr Carlotte Sanders, scientifique expérimentale principale à l’installation laser centrale du STFC, déclare : « Nous sommes extrêmement heureux que le nouveau laboratoire Artemis soit opérationnel et produise des articles. Non seulement nous apprécions les avantages de notre nouvel espace de laboratoire, mais avec notre nouvelles mises à niveau HiLUX des quatre prochaines années, nos utilisateurs peuvent s’attendre à encore plus de nouvelles fonctionnalités dans un avenir proche. C’est une période extrêmement excitante.
« C’était formidable de travailler avec des collègues de l’Université de Bath, du Politecnico di Milano et du CNR-IFN sur ce projet intéressant. Nous attendons avec impatience beaucoup plus de science de premier ordre avec eux et le reste de notre communauté d’utilisateurs à l’avenir . »
Plus d’information:
CJ Sayers et al, Exploration de la phase d’onde de densité de charge de 1T-TaSe2 : Mott ou écart de transfert de charge ?, Lettres d’examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.130.156401
Fourni par UK Research and Innovation