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Exploiting strong light-matter coupling for organic polariton-based photonic devices

Projektbeschreibung

Wie Quasipartikel einen Durchbruch in den Photoniktechnologien einläuten könnten

Exziton-Polaritonen sind photonisch-elektronische Quasiteilchen, die aus der starken Kopplung von Licht mit Materie in Form eines Exzitons hervorgehen. Winkelaufgelöste Messungen der Lichtstreuung innerhalb von Strukturen können Aufschluss über die Stärke der Licht-Materie-Kopplung geben, aber ihr Anwendungspotenzial wurde bislang kaum ausgeschöpft. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt PolDev plant die Entwicklung organischer Polariton-Bauelemente, bei denen die exzitonartige Dispersion in stark gekoppelten Mikrokavitäten ausgenutzt wird. Die Forschenden werden Interferenzfilter mit ultraniedriger Winkeldispersion erschaffen und damit der Entwicklung optischer Systeme einen neuen Weg weisen. Zudem wird das Team unter Einsatz dieser Filter qualitativ hochwertige Polariton-Leuchtdioden mit Mikrokavität entwickeln, die eine bisher unerreichte Farbreinheit für Display-Anwendungen zu bieten haben.

Ziel

The coherent coupling of photons and material resonances, known as strong light-matter coupling, has recently emerged as a concept to realise a variety of novel devices. By hybridising light in a micro- or nano-scale cavity with a material resonance, often an exciton to create exciton-polaritons, properties of both light and matter can be manipulated. While this has shown great promise in systems that exploit a change in energy levels of a material, such as in polariton chemistry, the resulting change of light dispersion has been largely neglected for applications. Within the project PolDev, I aim to realise organic polaritonic devices that make full use of the exciton-like dispersion in ultra-strongly coupled microcavities with suitable detuning. In doing so, I will realise interference-based transmission filters with ultra-low angular dispersion that will enable a new way of designing optical systems. I will further exploit this concept to design high-Q microcavity polariton light emitting diodes for display applications with unprecedented colour purity and to showcase new pathways for electrically pumped polariton lasing. The resulting devices will further be ported onto mechanically flexible platforms, paving the way for novel polaritonic applications.

Koordinator

UNIVERSITAT ZU KOLN
Netto-EU-Beitrag
€ 174 806,40
Adresse
ALBERTUS MAGNUS PLATZ
50931 Koln
Deutschland

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Region
Nordrhein-Westfalen Köln Köln, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 174 806,40