Description du projet
Vers une optoélectronique infrarouge à faible coût, efficace et flexible
Les points quantiques colloïdaux représentent un type de nanocristaux semi-conducteurs synthétisés à partir de solutions. En raison de leurs propriétés électroniques et optiques particulières, ils ont montré un grand potentiel pour les applications optoélectroniques. Par exemple, ils constituent une plate-forme polyvalente pour la détection, l’imagerie et la spectroscopie optiques dans les infrarouges courts et moyens du spectre électromagnétique. Toutefois, la technologie des sources lumineuses à points quantiques demeure coûteuse, encombrante et souvent composée d’éléments chimiques difficiles d’accès. Le projet NOMISS, financé par l’UE, cherchera à développer une nouvelle catégorie de points quantiques pouvant être traités sous forme de solution en utilisant un plus grand nombre d’éléments. Les interactions entre la lumière et la matière seront étudiées en profondeur afin d’augmenter l’efficacité de l’émission de lumière dans l’infrarouge, dans l’espoir d’incorporer les nouveaux points quantiques dans des circuits intégrés photoniques.
Objectif
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.
Champ scientifique
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsoptoelectronics
- engineering and technologynanotechnologynano-materials
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
- engineering and technologynanotechnologynanophotonics
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
9000 Gent
Belgique