Conférence : « Le laboratoire d’imagerie électronique ultrarapide : Là où les électrons, la lumière, la nanofluidique et les personnes se rencontrent ».

Professeurs qui invitent :  Aycan Yurtsever & Beyerlein Kenneth

Biographie :

Germán Sciaini est un expert mondial dans le domaine de la dynamique structurelle ultrarapide. Son groupe à l’Université de Waterloo développe des caméras « au niveau atomique » basées sur l’utilisation d’impulsions électroniques ultracourtes. Les deux principaux axes de recherche du groupe concernent la détermination de la structure et de la dynamique moléculaires avec une résolution spatiale atomique. Il dirige le laboratoire d’imagerie électronique ultra-rapide, qui dispose d’un dispositif de diffraction électronique résolue en temps et d’un microscope électronique ultra-rapide à haute résolution. Germán est titulaire de la chaire de recherche du Canada en dynamique à résolution atomique et imagerie ultra-rapide à haute résolution.

Résumé :

Les représentations atomistiques des processus chimiques et biologiques ont longtemps été le domaine réservé des simulations informatiques. Cependant, l’émergence des techniques d’imagerie par rayons X durs femtosecondes (fs) et par électrons fs a permis d’atteindre ce niveau de précision dans les expériences. Notre programme de recherche se concentre sur l’étude des phénomènes dynamiques et des corrélations structure-fonction pertinentes pour la physique de la matière condensée, la chimie des solutions et la biologie moléculaire. Pour ce faire, nous utilisons des méthodes innovatives de spectroscopie femtoseconde et d’imagerie électronique, qui fournissent les résolutions temporelles sub-picoseconde et spatiales ångström nécessaires pour observer les atomes en mouvement.

Il y a seulement trente ans, de telles expériences étaient considérées comme impossibles.

Le laboratoire d’imagerie électronique ultra-rapide (UeIL) de Waterloo dispose d’une infrastructure unique, construite sur mesure, dédiée à la caractérisation dynamique des structures moléculaires et des propriétés des matériaux. Nos recherches couvrent un large assortiment de sujets, notamment la dynamique des porteurs, les interactions électron-phonon et phonon-phonon, les excitons et les transformations de phase induites par laser dans les matériaux cristallins de faible dimension. Nous étudions également la dynamique des états excités et les réactions de transfert d’électrons en solution.

Un domaine de recherche en pleine expansion concerne l’étude dynamique des échantillons biologiques en solution à l’aide de la microscopie électronique en phase liquide. Nous avons mis au point des techniques spécialisées d’acheminement des échantillons pour la microscopie électronique et la diffraction en phase liquide, qui devraient permettre de faire des découvertes révolutionnaires dans le domaine des processus structurels ultra-rapides en phase liquide. Dans cette présentation, je donnerai un aperçu des travaux de notre groupe et détaillerai les orientations futures.