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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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UltrafasT flOquet PolaritonIcs metAsurfaces

Descripción del proyecto

Uso pionero del polaritón en materiales

Al fusionar luz y materia, los polaritones ofrecen oportunidades interesantes en la nanofotónica, especialmente los polaritones de fonones hiperbólicos que se encuentran en los cristales polares. Estas excitaciones únicas son muy eficaces y direccionalmente sintonizables. Con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el equipo del proyecto UTOPIA combinará la teoría de Floquet (que utiliza la modulación periódica de la energía) y los polaritones fonónicos para crear nuevos comportamientos físicos. Entre sus principales objetivos figuran la demostración de transiciones topológicas impulsadas por Floquet, el diseño de metasuperficies que soporten polaritones hiperbólicos sintéticos y la amplificación de la luz infrarroja mediante el aprovechamiento de los efectos polaritónicos. El método propuesto permitiría aplicaciones innovadoras en la manipulación de la luz y la ciencia de los materiales.

Objetivo

Electromagnetic waves interacting with materials give rise to polaritons, hybrid excitations of light and matter. Among these, hyperbolic phonon polaritons (HPhPs) in polar crystals stand out for their low loss and anisotropic behavior. Concurrently, Floquet theory has gained prominence in nanophotonics, enabling the engineering of topological properties in periodically driven systems. The UTOPIA project aims to merge these domains, establishing ultrafast Floquet polaritonics as a cutting-edge field. It seeks to demonstrate this concept in natural van der Waals materials and synthetic metasurfaces. Polariton research has evolved from plasmon polaritons to encompass phonons, excitons, and Cooper pairs. Phonon polaritons, with their anisotropic response, have opened avenues for nanophotonics. Recent discoveries in two-dimensional van der Waals materials like hexagonal boron nitride have unveiled hyperbolic polaritons in natural crystals. UTOPIA bridges phonon polaritons and Floquet theory, aiming to pioneer tailored light-matter interactions. Floquet systems endow physical systems with synthetic dimensions via periodic potentials, enabling nonreciprocal systems, topological phases, and 4+ dimensional physics. While Floquet quasi-energy states have been demonstrated in graphene, the field of Floquet polaritonics remains underexplored, lacking a demonstration of temporally driven changes in phonon polariton dispersion.UTOPIA's objectives include: 1) Demonstrating Floquet-driven topological polaritonic transitions via grating coupling in natural materials, mapping near-field observables to the far-field and enabling dynamical phase transitions. 2) Designing metasurfaces supporting synthetic hyperbolic polaritons, expanding Floquet polaritonics to optical frequencies and various temporal modulations.3) Achieving infrared light amplification via polariton-assisted anisotropic parametric amplification, harnessing polaritonic excitations for efficient amplification.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinador

POLITECNICO DI MILANO
Aportación neta de la UEn
€ 265 099,20
Dirección
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italia
Región
Nord-Ovest Lombardia Milano
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos

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