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Sub-THz Surface Acoustic Waves

Descrizione del progetto

I terremoti artificiali su scala nanometrica entrano nel regime dei sub-terahertz

Le onde acustiche di superficie (SAW, surface acoustic wave) sono onde sonore che viaggiano parallelamente alla superficie di un materiale elastico, ad esempio un materiale piezoelettrico. Questi terremoti su scala nanometrica sono importanti in campi che vanno dall’optoelettronica alla nanometrologia e si trovano in molti dispositivi. Tuttavia, attualmente non è possibile monitorarli nella gamma di frequenza compresa tra 100 gigahertz e 1 terahertz. Il progetto STSAW, finanziato dall’UE, sta sviluppando super-reticoli per il monitoraggio completamente ottico della generazione, della propagazione e del rilevamento di SAW sub-terahertz (STSAW). Il team utilizzerà questa piattaforma per studiare il comportamento delle STSAW e le interazioni con altre eccitazioni dei materiali. Il banco di prova e le conoscenze acquisite favoriranno la posizione competitiva dell’Europa in campi quali la fotonica, la fononica, l’optoelettronica, le comunicazioni e la nanometrologia.

Obiettivo

The rapid development of not only optoelectronics and electrical signal processing for information and communication technologies, but also fundamental/applied science for nanometrology and nanoimaging, requires monitoring coherent surface acoustic waves (SAWs) with deeply sub-optical localization depths in the currently unexplored frequency range of 100 GHz - 1 THz. While bulk acoustic waves can be monitored up to THz frequencies by ultrafast lasers in superlattices (SLs) with nanometer periodicity, the highest SAW frequencies recorded in metallic gratings deposited on surfaces lie below 100 GHz. The use of SLs cleaved along their growth direction for optical SAW excitation has been proposed though not achieved experimentally. The goal of this project is to demonstrate, for the first time, optical monitoring of sub-THz SAWs (STSAWs) by developing original optoacoustic (OA) and acousto-optic (AO) transducers based on such cleaved SLs and an efficient non-thermoelastic OA conversion. Dedicated numerical modeling will optimize the SL design (dispersion characteristics, OA/AO conversion efficiencies) for STSAW propagation, generation and detection. The atomic-precision fabrication of SLs and use of advanced ultrafast pump-probe laser techniques will fulfill this objective. STSAW interactions with charge carriers and 2D materials will be showcased. The project relies on complementarity and knowledge transfer between applicant (numerical modeling, coherent acoustics control) and host institution (SAW theory, laser monitoring of SAWs); it will expand the applicant's experience and skills, shaping the applicant’s career as an independent researcher. Results will be disseminated via networking, conferences and peer-reviewed publications. This project will greatly enhance Europe's technological competitiveness by pioneering controllable STSAWs and providing a platform to explore the fundamentals of OA/AO conversions at picosecond temporal scale and nanometer spatial scale.

Coordinatore

UNIVERSITE DU MANS
Contribution nette de l'UE
€ 196 707,84
Indirizzo
AVENUE OLIVIER MESSIAEN
72085 Le Mans
Francia

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Regione
Pays de la Loire Pays de la Loire Sarthe
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 196 707,84