Description du projet
Les semi-conducteurs 2D à torsion sont très prometteurs pour les puces photoniques
Les polaritons sont des quasi-particules résultant d’un fort couplage lumière-matière entre les photons de la cavité et les excitons des semi-conducteurs. Dans les hétérostructures modernes de Van der Waals basées sur des semi-conducteurs à torsion de dichalcogénures de métaux de transition (TMD), les excitons sont soumis à un potentiel modulé dans le plan en raison des effets d’interférence de moiré. Dans le régime de fort couplage lumière-matière aux photons de la cavité, ils forment des polaritons de moiré respectifs avec une polarisation spin-vallée et des règles de sélection optique distinctes. Le projet 2DValley, financé par l’UE, vise à réaliser et à étudier le régime de couplage fort entre les microcavités optiques et les systèmes d’hétérostructure de TMD dans le but ultime d’explorer le potentiel des polaritons de moiré pour de nouveaux dispositifs opto-valléetroniques avec des applications en photonique quantique non linéaire et non réciproque.
Objectif
The emerging field of opto-valleytronics based on two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) has the potential to revolutionize quantum information processing by enabling all-optical quantum photonic circuits with nonlinear and non-reciprocal devices, such as optical switches and isolators. Such devices are inherently difficult to realize because photons generally do not interact and flow in both directions due to time-reversal symmetry. In this action, I propose to develop novel optical microcavities with embedded TMD heterostructures to achieve photon-photon interaction and directional light propagation. A small twist angle between TMD heterobilayers gives rise to hybrid moir excitons exhibiting a permanent dipole moment in addition to increased lifetimes and oscillator strengths. Strongly coupled to a microcavity, moir polaritons emerge with valley-contrasting dipolar optical selection rules. Moir polaritons exhibit optical nonlinearities induced by the moir potential. Based on all this, the overriding research objective of the project 2DValley is to develop and investigate novel opto-valleytronic devices utilizing valley-polarized moir polaritons. To achieve this goal, I will first develop gate-tunable moir polaritons by studying hybrid moir excitons in cryogenic optical spectroscopy and then embedding them into optical microcavities. I propose to lift the valley degeneracy of moir polaritons with an external magnetic field, providing control over the valley degree of freedom. Finally, I propose to replace the external magnetic field by an internal built-in magnetic field via 2D ferromagnets, which enables unprecedented intrinsic control of the valley degree of freedom by lifting valley degeneracy via magnetic proximity exchange interaction. Such nonlinear and non-reciprocal opto-valleytronic devices would have potential technological and societal impact by increasing information processing speed, volume, and security.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. La classification de ce projet a été validée par l’équipe qui en a la charge.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
Voir d’autres projets de cet appelRégime de financement
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
80539 MUNCHEN
Allemagne