Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The properties of quantum materials (QMs) are determined by strong correlations between their degrees of freedom, such as charge, spins and phonons. To fully capture the rich physics of QM, a dynamical approach is needed to unravel how electronic correlations form and are disrupted, and how the various degrees of freedom interact to exchange energy and momentum. The goal of the Project is to develop a quantum sensing platform for dynamic probing of correlated phases in QMs. Using ultrafast techniques, this platform will provide sensitivity to all aspects of the dynamics in these materials. This includes Extreme Photonics techniques, Ultrafast Electron Scattering, and transport and optical probing. The platform will enable the discovery of new phases that are only available when the QMs are brought far from equilibrium. Understanding how to create and manipulate these new phases will lead to the development of future devices for information and communications technologies.

Les propriétés des matériaux quantiques dérivent des fortes corrélations qui existent entre leurs degrés de liberté comme la charge électrique, le spin et le phonon. Pour bien saisir la physique complexe de ces matériaux, on a besoin d’une approche dynamique qui révèlera comment se font et se défont les corrélations électroniques et comment les degrés de liberté échangent entre eux énergie et quantité de mouvement. Le projet verra le développement d’une plateforme de détection quantique au moyen de laquelle on vérifiera de façon dynamique la corrélation des phases des matériaux quantiques. Grâce à des techniques ultrarapides, cette plateforme permettra de saisir tous les aspects de la dynamique de ces matériaux. Cela inclut les techniques de photonique extrême, la diffusion ultrarapide des électrons, ainsi que le transport et le sondage optique. Elle permettra donc la découverte de nouvelles phases dans lesquelles les matériaux quantiques n’entrent qu’une fois qu’ils sont considérablement éloignés de l’équilibre, ce qui mènera au développement de nouveaux dispositifs pour les technologies de l’information et des communications.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.