Projektbeschreibung
Starke Licht-Materie-Kopplung in quantenbeschränkten elektronischen Systemen
Die unkonventionelle Nutzung des Regimes der starken Licht-Materie-Kopplung könnte die Tür zu neuartigen Quantenfunktionen und -geräten öffnen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt SMART-QDEV zielt darauf ab, dies zum ersten Mal in quantenbeschränkten elektronischen Systemen mit den optischen und elektronischen Nichtlinearitäten von Halbleiter-Heterostrukturen zu nutzen. Zunächst sollen im Rahmen des Projekts optische Nichtlinearitäten im Regime der starken Licht-Materie-Kopplung durch die Untersuchung von Wenig-Photonen-Nichtlinearitäten untersucht werden. Dann wird es um die Absorptionssättigung und das Szenario mit vielen Photonen gehen, bei dem das Regime der starken Licht-Materie-Kopplung maßgeschneiderte Funktionen ermöglicht, die im herkömmlichen Regime der schwachen Kopplung nicht zugänglich sind. Die aus diesen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse sollen dann zur Entwicklung von Halbleiter-Spiegeln mit sättigbaren Absorbern für den mittleren Infrarotbereich und von fortschrittlichen Lasern auf dieser Basis genutzt werden.
Ziel
This project will combine for the first time strong light-matter coupling in quantum-confined electronic systems with the optical and electronic non-linearities of semiconductor heterostructures: we will develop device concepts with unique ultra-fast, non-linear and quantum functionalities. The key ingredient is an unconventional use of the strong light-matter coupling regime (SCR), a fascinating concept that is recently transitioning from basic physics to quantum devices.
We will first address fundamental physics problems, then well turn to device applications. A key conceptual building block is that the nature of optical non-linearities is radically modified when operating in the SCR. This has profound consequences. We will study few-photon non-linearities, in particular the ultimate case of devices that can sense virtual photons. This will lead us to device concepts whose behavior is enabled by vacuum-field photons, bringing us radically beyond the state of art.
We will then move to the case of many photons. We will focus on absorption saturation, that explored only in the weak coupling regime, where it is difficult to engineer. We have discovered that in the SCR instead it becomes tailorable and previously unavailable functionalities can be envisioned. This has profound consequences: we will demonstrate semiconductor saturable absorber mirrors (SESAM) for the mid-IR spectral range, a technology that revolutionized ultra-fast lasers in the near-IR, but is missing at longer wavelengths. We will apply them to fiber and interband cascade lasers, radically advancing the potential of those sources.
These are ground-breaking demonstrations for mid-IR science and technology. SMART-QDEV is a project rooted in fundamental physics research, able to open up new horizons and research opportunities on longer-term and visionary topics. At the same time, SMART-QDEV has a clear vision for applications.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- Technik und TechnologieWerkstofftechnikFasern
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und ElektronikHalbleiterbauelement
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenOptikLaserphysik
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftentheoretische PhysikTeilchenphysikPhotonen
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-ADG
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenFinanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
75794 Paris
Frankreich