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Nanomaterials for Infrared Silicon Photonics

Descripción del proyecto

Una vía hacia la optoelectrónica infrarroja de bajo coste, eficiente y flexible

Los puntos cuánticos coloidales son un tipo de nanocristales semiconductores sintetizados a partir de soluciones. Gracias a sus especiales propiedades electrónicas y ópticas, han demostrado un gran potencial para aplicaciones optoelectrónicas. Por ejemplo, son una plataforma versátil para la detección óptica, la obtención de imágenes y la espectroscopia en el infrarrojo corto y medio del espectro electromagnético. Sin embargo, la tecnología de fuentes de luz de puntos cuánticos sigue siendo cara, voluminosa y a menudo está compuesta por elementos químicos restringidos. El equipo del proyecto NOMISS, financiado con fondos europeos, buscará desarrollar una nueva clase de puntos cuánticos procesables en solución utilizando un conjunto más amplio de elementos. Para ello, se estudiarán a fondo las interacciones entre la luz y la materia a fin de aumentar la eficacia de la emisión de luz en el infrarrojo, con la esperanza de incorporar los nuevos puntos cuánticos en circuitos fotónicos integrados.

Objetivo

Printed opto-electronics based on solution processable colloidal semiconductor quantum dots (QDs) can make available a much-needed small footprint, low cost and flexible platform for optical sensing, imaging and spectroscopy in the technologically relevant short and mid-wave infrared (IR) spectrum (1.5 μm – 5 μm). However, while this revolution took place in the visible spectrum, and is happening at the side of detection for IR light, QD IR light source technology is currently expensive, lacking performance and is based on restricted chemical elements. Moreover, final device assemblies have large footprints, limiting their functionality in consumer devices requiring large scale deployment. In NOMISS, I will therefore explore a route towards ‘printable IR opto-electronics’ by developing a new class of solution-processable QDs based on non-restricted elements with efficient IR emission. I will study both their fundamental IR light-matter interactions, aimed at increasing light emission efficiency, and the possibility to incorporate them with small-footprint photonic integrated circuits (PICs). To this end, I will first extend the bottom-up chemical synthesis of tunable III-V In(As,Sb,P) QDs. Next, I will study their (non-)linear optical properties, using a novel ultrafast and broadband IR optical spectroscopy methodology, in particular focusing on the fundamental questions related to the QD’s organic/inorganic interface and how to optimize spontaneous & stimulated IR emission. Finally, I will develop a framework to combine these materals with silicon based PIC’s to realize cheap & small-footprint IR light sources, in particular optically pumped lasers. After NOMISS, the new cross-disciplinary and high-impact field of 'printable IR opto-electronics' will be available. To meet these high risk challenges, I will lead a multi-disciplinary team with experts in nanochemistry, nanophysics and nanophotonics engineering.

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Institución de acogida

UNIVERSITEIT GENT
Aportación neta de la UEn
€ 1 667 410,00
Dirección
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Bélgica

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Región
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 667 410,00

Beneficiarios (1)