Descrizione del progetto
Fotoni e plasmoni si uniscono in un design ibrido di emettitori di singolo fotone
Produrre grandi quantità di fotoni, ovvero pacchetti individuali o quanti di luce, è un compito semplice, svolto dalle lampadine e persino dai laser, che producono stati di luce tradizionali. Tuttavia, affinché le tecnologie quantistiche sfruttino le qualità quantiche della luce, sono necessari singoli fotoni. La ricerca ha raggiunto traguardi significativi nello sviluppo e nell’applicazione di emettitori di singolo fotone, ma il controllo della polarizzazione, della direzione e del fronte d’onda dei fotoni emessi resta una sfida complessa. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto PhotonMeta sfrutterà l’olografia, le metasuperfici nanostrutturate e i plasmoni (oscillazioni collettive di elettroni) in un approccio progettuale generale per fonti di singolo fotone ad alte prestazioni con caratteristiche direzionali e di polarizzazione specifiche.
Obiettivo
Single-photon sources are crucial for many quantum information technologies, including quantum communications, computation, sensing and metrology. Typical stand-alone quantum emitters (QEs), such as quantum dots and defects in diamonds, feature low emission rates, nondirectional emissions, and poorly defined polarization properties, which prevents QEs from being directly used as single-photon sources in practical applications. Various micro/nano structures have been developed in recent years to enhance QE emission rates by making use of the Purcell effect via engineering their immediate dielectric environment, but the control of polarization, direction, and wavefront of the emitted photons has still been rarely addressed.
The main objective of the project is to develop a general design approach for high-performance single-photon sources and demonstrate its use by designing and fabricating a series of advanced single-photon nanodevices with different functionalities. First, the underlying physics of QE coupling to surface nanostructures will be thoroughly investigated. We will then develop a novel holography implementation, vectorial scattering (computer-generated) holography, generating directly profiles of hybrid plasmon-QE coupled metasurfaces. Finally, based on the developed design approach, a series of nanodevices will be demonstrated, on-chip realizing photon emission with desirable polarization and phase profiles, including those of vector vortex beams. This project will enable the realization of single-photon sources with radiation channels that have distinct directional and polarization characteristics, extending thereby possibilities for designing complex photonic systems for quantum information processing. Furthermore, this project will facilitate knowledge exchange via dissemination activities along with researcher training in transferable skills, being fully committed to open science principles and chronicling the whole project in an open online logbook.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinatore
5230 Odense M
Danimarca