Interactions lumière-matière chirales – PEPR LUMA : Moonshot TORNADO
Approche multi-échelle et multi-dimensionnelle des interactions lumière-matière chirales pour améliorer les réponses chiroptiques.
Les premières sont associées à une polarisation circulaire et portent des moments angulaires (MA) unitaires. Les secondes présentent des fronts d’onde dont l’inclinaison tourne en hélice autour de l’axe de propagation, et portent n’importe quelle valeur entière d’unité de MA.
TORNADO est un projet interdisciplinaire liant chimie, sciences des matériaux, nanophotonique, optique et spectroscopie.
Notre objectif est de comprendre et contrôler les interactions chirales lumière-matière avec des retombées potentielles en optoélectronique, en synthèse asymétrique et en traitement de l’information quantique.
Explorer la chiralité sur diverses échelles spatiales et temporelles nous permettra d’élucider son rôle dans les dynamiques électroniques, photoniques et vibrationnelles et ce dans des systèmes variés tels que les molécules libres, les assemblages supramoléculaires, les nano-objets chiraux, les cristaux liquides et solides, les résonateurs plasmoniques, les métasurfaces et les cristaux photoniques.
Les réactions photochimiques chirales seront sondées de la femtoseconde à la nanoseconde en dichroïsme de photoélectrons pour déterminer l’étendue spatiale et la durée de vie de la chiralité.
D’autres spectroscopies optiques, allant du visible à l’extrême UV, seront déployées pour révéler une chiralité électronique à l’échelle nanométrique et différencier l’effet d’une chiralité ponctuelle de celui d’une chiralité supramoléculaire.
L’influence du moment angulaire orbital de la lumière sera étudiée dans des molécules, des nanostructures, des matériaux topologiques et des structures magnétiques chirales, par dichroïsme hélicoidal, imagerie de photoélectrons ou microscopie électronique ultra-rapide (400 fs avec 1 nm de résolution).
Coordinateurs WP1 : Thierry Ruchon & Anne Zehnacker