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Atomically layered materials for next-generation metasurfaces

Descrizione del progetto

Progressi della fisica dello stato solido e delle metasuperfici

Lo sviluppo di materiali atomicamente stratificati, composti da singoli piani atomici legati tra loro da deboli interazioni van der Waals (vdW), rappresenta un progresso cruciale nella fisica dello stato solido. Questi materiali presentano proprietà elettroniche uniche e possono formare eterostrutture multimateriali con interfacce atomicamente nitide, il che li rende essenziali per varie applicazioni. Ciononostante, l’accesso ottico alle eccitazioni elettroniche fondamentali dei materiali 2D rimane una sfida significativa che ostacola ulteriori progressi. Il progetto METANEXT, finanziato dal CER, si propone di superare questa sfida sviluppando un nuovo modello per amplificare e sfruttare le interazioni luce-materia nei materiali 2D, modellando le eterostrutture vdW in blocchi risonanti di metasuperfici ottiche. Nel complesso, il progetto mira a fornire approfondimenti fondamentali su questi campi e sulle loro pratiche.

Obiettivo

Atomically layered materials composed of individual atomic planes bonded together by weak van der Waals (vdW) interactions have sparked a revolution in solid state physics due to their unique electronic properties and capability for forming multi-material heterostructures with atomically sharp interfaces. However, accessing fundamental electronic excitations of two-dimensional (2D) materials optically has so far been a major challenge due to the associated low absorption cross sections and their low environmental stability.
METANEXT will establish a new paradigm for amplifying and harnessing light-matter interactions in 2D materials by shaping vdW heterostructures into the resonant building blocks of optical metasurfaces. At the core of the proposed platform is the implementation of nanostructured hexagonal boron nitride (hBN) as a photonically active material, pushing beyond its currently prevalent use as a passive buffer layer in optoelectronics. Leveraging the emerging concept of optical bound states in the continuum, I will use my extensive experience in nanophotonic engineering to design and experimentally realize hBN-based metasurfaces with ultrasharp resonances incorporating mono- and few-layer systems of vdW materials, allowing direct optical access to such 2D systems with unprecedented efficiency and spectral/spatial control over the excitation. Specifically, I will utilize the METANEXT platform to (1) push the limits of light-matter coupling in black phosphorus heterostructures, (2) greatly boost the efficiency of single-photon generation from localized defects in atomically thin molybdenum disulfide (MoS2), and to (3) realize a completely new concept for valley-dependent on-chip lasing from transition metal dichalcogenide (TMD) monolayers.
METANEXT will deliver both fundamental insights into the optical excitation mechanisms of current and future 2D materials as well as important conceptual advances for practical chip-integrated quantum light sources.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

LUDWIG-MAXIMILIANS-UNIVERSITAET MUENCHEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 498 056,00
Indirizzo
GESCHWISTER SCHOLL PLATZ 1
80539 MUNCHEN
Germania

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Regione
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 498 056,00

Beneficiari (1)

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