Chaire de recherche du Canada en dynamique des matériaux quantiques – Niveau 2 

Titulaire

 Fabio Boschini, professeur

Mise en contexte

Les matériaux quantiques comprennent des systèmes solides aux propriétés électroniques, magnétiques et topologiques uniques et technologiques que l’on ne peut pas expliquer au moyen des modèles de la mécanique quantique de base. Il est bien établi que les propriétés exotiques de ces matériaux sont attribuables à la façon dont leurs électrons interagissent, c’est-à-dire la manière dont chaque électron est influencé par tous les autres qui l’entourent. De plus, ces interactions entre électrons se produisent sur des échelles de temps ultrarapides, souvent en l’espace de quelques femtosecondes (un millionième de milliardième de seconde). Pour promouvoir les avancées dans le domaine des technologies quantiques, il est essentiel d’acquérir une compréhension globale des propriétés électroniques fondamentales des matériaux quantiques sur leurs échelles de temps ultrarapides intrinsèques. 

Objectifs

Cette Chaire de recherche du Canada a pour objectif de comprendre et, au bout du compte, de contrôler les propriétés des matériaux quantiques de manière dynamique. Dans le but d’atteindre les objectifs de cette chaire de recherche, M. Boschini va utiliser des techniques ultrarapides de pointe, en particulier la spectroscopie de photoémission résolue en temps et en angle (TR-ARPES). M. Boschini dirige une station de TR-ARPES aux paramètres de travail uniques au Centre Énergie Matériaux Télécommunications (EMT) de l’INRS, ce qui lui donne un accès direct à la dynamique ultrarapide des électrons de matériaux quantiques par le biais d’excitation lumineuse intense à grande longueur d’onde. Cette ambitieuse chaire de recherche se concentre sur trois objectifs scientifiques principaux : 1) utiliser l’excitation lumineuse pour déclencher de nouvelles phases non explorées de la matière dans des matériaux similaires à la matière de Dirac, comme le graphène; 2) révéler le rôle crucial des interactions dynamiques entre électrons dans la définition des propriétés électroniques de supraconducteurs non conventionnels; et 3) mettre au point une technique de photoémission novatrice offrant un accès inédit aux interactions entre électrons dans les matières solides. 

Ces travaux ont aussi pour vocation de contribuer à la formation inclusive et équitable des futurs spécialistes des matériaux quantiques ultrarapides et des technologies quantiques connexes. Cet objectif stratégique est aligné sur les objectifs des gouvernements québécois et canadien consistant à favoriser la croissance économique et à promouvoir la révolution quantique qui se profile à l’horizon. À cette fin, du personnel hautement qualifié aura accès à des instruments scientifiques de pointe uniques et en développera, et sera exposé à des recherches scientifiques novatrices ainsi qu’à des technologies émergentes. Cette chaire de recherche est alignée à la fois sur les programmes scientifiques de l’INRS et du Centre EMT de l’INRS, et l’INRS fournira à M. Boschini tout le soutien nécessaire à l’atteinte des objectifs. 

Fabio Boschini, premier chercheur de l’INRS lauréat d’une bourse Alfred P. Sloan