Descrizione del progetto
Gli eccitoni caricati aprono la strada a tecnologie quantistiche più efficienti
I monostrati di dicalcogenuro dei metalli di transizione sono semiconduttori atomicamente sottili considerati piattaforme promettenti per le tecnologie dell’informazione quantistica in quanto ospitano «valli» come gradi di libertà quantistica che possono fungere da qubit. Il controllo della polarizzazione della luce generata dagli eccitoni all’interno di questi semiconduttori potrebbe portare a dispositivi quantistici più efficienti. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto 2DCHEX prevede di creare un’interfaccia elettro-ottica drogando i monostrati di dicalcogenuro dei metalli di transizione. I doppi strati elettrici dovrebbero controllare la formazione di eccitoni carichi, mentre nanoantenne complesse dovrebbero migliorare l’emissione di fasci collimati. L’obiettivo finale è quello di sviluppare un dispositivo quantistico luminoso, direzionale ed elettricamente modulabile che operi a temperatura ambiente e che possa rendere più efficiente il calcolo quantistico e le tecnologie dell’informazione.
Obiettivo
Transition metal dichalcogenide (TMD) monolayers constitute an attractive material platform due to additional degrees of freedom in encoding and processing quantum information. Currently, the use of these degrees of freedom in valleytronics is hampered due to the low valley polarization of the neutral exciton at room temperature. Recently, charged excitons have been demonstrated to exhibit high valley polarization even at room temperature albeit with low quantum yield and have a need for sophisticated charge doping techniques. This action proposes a novel electro-optical interface based on electron doping of TMD monolayers. I suggest to use the electric double layers to control the formation of charged excitons, and to use complex nanoantennas to enhance and collimate generated emission. My goal is to develop a quantum device merging fields of electrochemistry, photonics, plasmonics and TMD materials, giving practical access to new degrees of freedom for future valleytronic applications. The objectives are to demonstrate the exciton charging in TMD monolayers using a custom-built electrochemical cell and to tune electrically charged-exciton emission through the manipulation of the Fermi level, i.e. chemical potential. I aim to use the tuning of emission energy for coupling the charged exciton with a narrow resonance of a complex nanoantenna. This antenna will increase the extraction efficiency by directing the emission of charged excitons and enhancing their generation rate. Furthermore, I aim to explore the chirality of valley polarization and address the emission of charged excitons for their directional coupling with plasmons in high quality wedge waveguides based on crystalline gold micro-flakes. The overarching aim of my action is the development of a novel bright, directional, and electrically tunable quantum emitting device operating at room temperature for future quantum computing and information technologies.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
5230 Odense M
Danimarca