P5: Ultraschnelle On-Chip-Kontrolle von Kagome-Metallen

• Antragsteller: Professor Dr. Dante Marvin Kennes; Professor Dr. James McIver
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531215165

OPTIMAL definiert drei Ziele, die darauf abzielen, die Kopplung zwischen Licht und Materie zu nutzen, um die Kontrolle über makroskopische Quantenphänomene in Festkörpern herzustellen: Die Ziele G1 und G2 beinhalten die Photoanregung mit ultraschnellen Lichtimpulsen, um miteinander verflochtene Ordnungen zu kontrollieren, entweder mit kurzen Impulsen, die eine Dynamik auslösen ("impulsive control") oder während eines periodischen Treibens ("Floquet engineering"). Ziel G3 zielt darauf ab, das Material in einen Hohlraum einzubetten, um die Kopplung zwischen einfallenden oder Vakuum-Photonen zu steuern und so die Kontrolle über quantenelektronische Phasen herzustellen. Die Schlüsselfragen lauten: Kann man emergente Ordnung und Topologie in Kagome-Metallen manipulieren, indem man die durch starke Felder induzierte Symmetriebrechung mittels ultraschneller Laserpulse nutzt? Können wir Protokolle entwickeln, um verborgene metastabile Phasen zu erreichen und ihr ultraschnelles Transportverhalten zu erfassen? Können Materialien, die sich in einem Hohlraum befinden, neue Wege zur Kontrolle von emergenten Phasen und metastabilen Zuständen eröffnen? Kagome-Metalle wurden als Materialprüfstand ausgewählt, um Antworten auf diese Fragen zu finden, da sich diese Materialien direkt am "Kipppunkt" verschiedener korrelierter Ordnungen befinden. Das Projekt gibt Antworten auf die oben gestellten Fragen, indem es, geleitet von Einsichten der Quantenvielteilchentheorie, die ultraschnelle oder plasmonische Hohlraumkontrolle von Kagome-Metallen in einem On-Chip Aufbau untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5750: Optische Kontrolle der Quantenmaterie (OPTIMAL)
• Internationaler Bezug: USA