An Ultrafast THz Light Source for the Study of Correlated Materials at the Atomic Scale

用于研究原子尺度相关材料的超快太赫兹光源

基本信息

  • 批准号:
    RTI-2017-00552
  • 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:
    Research Tools and Instruments
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2016-01-01 至 2017-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In modern condensed matter physics much attention is focused on understanding and technological development of materials where complex interactions between atoms and electronics create unique magnetic or electronic properties. The sheer complexity of these systems makes determining the nature of the underlying interactions a great challenge. However, imaging the response of each atom in a sample to a stimulus provides the details necessary to build an understanding of the fundamental physics underlying these exciting materials. This motivates a long standing scientific goal: making an ultrafast movie at the atomic scale. This proposal seeks to construct a multi-purpose ultrafast terahertz (THz) light source. This light source is the heart of an extremely advanced instrument, a terahertz coupled scanning tunneling microscope (THz-STM). Such a microscope is capable of studying dynamics in electronic systems down to the scale of individual atoms on time scales as fast as 1 tenth of one trillionth of a second. Thus it realizes dream measurements which allow a direct approach to solving some of the most important outstanding problems in modern physics. The particular microscope that this laser powers will be the most advanced instrument of its type. It incorporates magnetic field to tune magnetic samples, and specialized microwave electronic connections that enable a huge range of additional experiments. The laser also enables optical spectroscopy and magnetometery that make spatially averaged ultrafast measurements. These conventional measurements provide context for the results of the new THz-STM, broaden the experience of students, and build new experimental tools for the University of Manitoba research community. The rich background in magnetism at the University of Manitoba makes experiments targeting magnetic materials an effective focus area. Ultrafast imaging is particularly important for observing changes in sample magnetization, i.e. Magnetodynamics. Manipulating magnetodynamics, and understanding energy dissipation in magnetic systems is of critical importance to magnetic computing applications, a research field known as spintronics. Atomic scale movies offer a new viewpoint into the fundamental processes behind damping and magnetic oscillations, providing invaluable feedback in the development of energy efficient spintronic devices. Beyond the scope of magnetism, this instrument will be capable of making a substantial contribution to outstanding challenges and open questions in areas ranging from solar energy generation to high temperature superconductivity. Collaboration among Canadians involved in other areas will help to bring this instrument to its full potential going forward. Moreover, students of this lab will be part of a new generation of Canadian research scientists ready to carry on Canada’s already illustrious history in ultrafast science.
在现代凝聚态物理学中,人们的注意力主要集中在对材料的理解和技术发展上,在这些材料中,原子和电子之间的复杂相互作用产生了独特的磁性或电子特性。这些系统的复杂性使得确定底层交互的性质成为一个巨大的挑战。然而,成像样品中每个原子对刺激的反应提供了必要的细节,以建立对这些令人兴奋的材料的基础物理的理解。这激发了一个长期的科学目标:在原子尺度上制作超快电影。 该方案旨在构建一种多用途的超快太赫兹(THz)光源。这种光源是一种非常先进的仪器,太赫兹耦合扫描隧道显微镜(THz-STM)的核心。这样的显微镜能够研究电子系统中的动力学,小到单个原子的尺度,时间尺度快到万亿分之一秒的十分之一。因此,它实现了梦的测量,允许直接解决现代物理学中一些最重要的悬而未决的问题。 这种激光驱动的特殊显微镜将是同类型中最先进的仪器。它结合了磁场来调整磁性样品,以及专门的微波电子连接,可以进行大量的额外实验。该激光器还可以实现光谱学和磁力测量,从而进行空间平均的超快测量。这些传统的测量方法为新的THz-STM的结果提供了背景,拓宽了学生的经验,并为马尼托巴大学的研究社区建立了新的实验工具。 马尼托巴大学丰富的磁学背景使针对磁性材料的实验成为有效的重点领域。超快成像对于观察样品磁化的变化,即磁动力学,特别重要。操纵磁动力学和理解磁系统中的能量耗散对磁计算应用至关重要,这一研究领域被称为自旋电子学。原子尺度电影为阻尼和磁振荡背后的基本过程提供了一个新的视角,为节能自旋电子器件的发展提供了宝贵的反馈。 在磁性范围之外,该仪器将能够为从太阳能发电到高温超导等领域的突出挑战和开放问题做出重大贡献。参与其他领域的加拿大人之间的合作将有助于使这一工具在今后充分发挥潜力。此外,该实验室的学生将成为新一代加拿大研究科学家的一部分,他们将继续加拿大在超快科学方面已经辉煌的历史。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Burgess, Jacob其他文献

Burgess, Jacob的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Burgess, Jacob', 18)}}的其他基金

Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Searching for Next Generation Spintronic Materials Using Machine Learning
使用机器学习寻找下一代自旋电子材料
  • 批准号:
    523137-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Atomic scale dynamics of correlated materials and emergent quantum states
相关材料和涌现量子态的原子尺度动力学
  • 批准号:
    RGPIN-2017-05470
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Probing Atomic Scale Dynamics of Correlated Electron Systems
探测相关电子系统的原子尺度动力学
  • 批准号:
    454675-2014
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Probing Atomic Scale Dynamics of Correlated Electron Systems
探测相关电子系统的原子尺度动力学
  • 批准号:
    454675-2014
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Probing Atomic Scale Dynamics of Correlated Electron Systems
探测相关电子系统的原子尺度动力学
  • 批准号:
    454675-2014
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships

相似国自然基金

基于THz光栅指纹波谱和机器学习算法的病原菌无标记快速检测新技 术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于改进的 THz s-SNOM 技术的细菌成像与 识别方法研究
  • 批准号:
    HZY24F030001
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于光子集成芯片的新体制Sub-THz波段超宽带相控阵收发信机及其关键技术研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于蛋白网络差异的胶质瘤分子分型THz光谱识别与机理研究
  • 批准号:
    CSTB2023NSCQ-MSX0524
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
空天地一体化网络THz/RF多频段通信性能分析与频谱优化研究
  • 批准号:
    2023JJ40774
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
负载美法仑及THZ1的可注射温敏双药递送系统在视网膜母细胞瘤治疗中的研究
  • 批准号:
    32301172
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于高时空分辨THz-STM的范德华异质结超快动力学成像研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于分析循环外泌体中PD-L1及PD-1表达的DNA-MXene智能水凝胶型THz狭缝传感芯片的研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于石墨烯纳米壳核结构和数字微流控的THz生物传感关键技术及在外泌体精准定量检测中的应用研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于涡旋THz光纤的集成式微流传感平台的构建及其用于CTC超敏检测及活性分析的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Creation of high-performance THz light source implemented with 2D material heterostructure
利用二维材料异质结构创建高性能太赫兹光源
  • 批准号:
    22KF0430
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Broadband THz Light Sensors
宽带太赫兹光传感器
  • 批准号:
    574693-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Non-pertubative control of molecular solids using THz and MIR light excitations
使用太赫兹和中红外光激发对分子固体进行非微扰控制
  • 批准号:
    22K03499
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Quantum State Generation of THz-Light and Exploration of Quantum Measurement Applications
太赫兹光量子态生成及量子测量应用探索
  • 批准号:
    21H03747
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research of synthetic antiferromagnet for THz devices with Brillouin light scattering
布里渊光散射太赫兹器件合成反铁磁体研究
  • 批准号:
    21H01791
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Novel detector of THz light using an array of quantum dots
使用量子点阵列的新型太赫兹光探测器
  • 批准号:
    20K03807
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Efficient THz Emission Using Thin Black Phosphorus Photoconductive Absorber and Loss-free Dielectric Light Trapping
使用薄黑磷光电导吸收器和无损耗电介质光捕获进行高效太赫兹发射
  • 批准号:
    1948255
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Research and Development of A High Peak-Power Quasi-Monochromatic THz Light Source with the Combination of Velocity Bunchings
结合速度聚束的高峰值功率准单色太赫兹光源的研究与开发
  • 批准号:
    19K12631
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
EAGER: Selective Biodamage with Shaped THz Light Fields
EAGER:利用成形太赫兹光场进行选择性生物损伤
  • 批准号:
    1748906
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A method for shifting the carrier envelope phase of a THz light pulse
一种太赫兹光脉冲载波包络相位移动方法
  • 批准号:
    526528-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.93万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了