Magneto optic cryostat and Raman spectrometer for equilibrium and time domain experiments

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525701273

Die Möglichkeit, neue Materialfunktionalitäten in den starken Licht-Materie-Kopplungsregimen zu erhalten, wurde in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen demonstriert. Der Aufwand, die starken Kopplungskonzepte zu nutzen, um neue Materialfunktionalitäten in komplexen Quantenmaterialien zu erhalten, war etwas geringer und beschränkte sich hauptsächlich auf theoretische Vorschläge. Verschiedene theoretische Vorschläge deuten darauf hin, dass THz-Hohlräume die Phasenkohärenz des supraleitenden Ordnungsparameters manipulieren können, indem sie den optischen Hohlraummodus mit Josephson-Plasmaresonanzen oder mit hochenergetischen elektronischen Anregungen koppeln, um langreichweitige anziehende Wechselwirkungen zwischen Elektronen zu induzieren. Das Forschungsziel der Forschungseinheit, die wir durch diesen Antrag etablieren werden, zielt darauf ab, die optischen Eigenschaften im Gleichgewicht und im Nichtgleichgewicht komplexer Materialien zu verstehen, die in kryogene optische Kavitäten im Magnetfeld eingebettet sind. Insbesondere schlagen wir hier die Implementierung einer magneto-optischen kryogenen Plattform vor, um hochauflösende Raman-Spektroskopie/Thermometrie der Anordnung leichter Materie an Proben in kryogenen optischen Hohlräumen und einem starken Magnetfeld durchzuführen. Im Detail werden wir ein Labor entwickeln, das in der Lage ist, die Abhängigkeit vom Magnetfeld der Raman-Stokes- und Anti-Stokes-Streuung (statisch und zeitabhängig) von komplexen Materialien zu messen, die in einen optischen Fabri-Perot-Resonator eingebettet sind. Die Raman-Thermometrie liefert den Schlüssel, um die Temperatur einer in den Hohlraum eingebetteten Probe in situ zu messen, ohne die Resonanzbedingung zu stören. Dies ist entscheidend, um die Thermodynamik von Licht-Materie-Hybridphasen zu untersuchen. Darüber hinaus ermöglicht der vorgeschlagene Aufbau Forschungsprogramme, die sich auf die gleichzeitige Störung der Probenumgebung durch ein intensives Magnetfeld und einen abstimmbaren optischen Resonator konzentrieren. Ein Beispiel, um den wissenschaftlichen Fall hervorzuheben, stammt aus der Physik des inhomogenen Supraleiters, wo ein starkes Magnetfeld die Bildung eines makroskopischen supraleitenden Zustands hemmt, während nach einigen theoretischen Vorhersagen das Vorhandensein eines stationären Zustands und eines getriebenen Hohlraums das Auftreten von makroskopischem Kondensat begünstigen kann. Wir werden untersuchen, ob und wie die geeignete Abstimmung des optischen Resonators in Kombination mit resonanter Photoanregung mit MIR-Pulsen dem durch das Magnetfeld verursachten Quench des supraleitenden Ordnungsparameters entgegenwirken kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Magneto optic cryostat and Raman spectrometer for equilibrium and time domain experiments
• Gerätegruppe: 1840 Raman-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• Leiter: Professor Dr. Daniele Fausti