Projektbeschreibung
Einzelphotonenmaterialien für Quantentechnologien
Das Interesse an den Quantentechnologien ist aufgrund der Entwicklung von Schlüsselinnovationen, die Bereiche wie Physik und Datenverarbeitung stark beeinflusst haben, sehr gestiegen. Da dieses Gebiet jedoch noch in den Kinderschuhen steckt, befinden sich viele Technologien und Fortschritte derzeit in der Entwicklung und es sind weitere Innovationen zur Steigerung von Effizienz und Qualität erforderlich. Das Team des ERC-finanzierten Projekts MOONSHOT zielt auf die Erschaffung eines bahnbrechenden Einzelphotonen-emittierenden Materials ab, das dafür konzipiert ist, im Wellenlängenbereich der Telekommunikation eingesetzt zu werden, und das gleichzeitig die Richtlinien zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) erfüllt. Das Projektteam wird kolloidale Quantenpunkte nutzen, um Technologien zur Verbesserung der Effizienz und zur Gewährleistung der RoHS-Einhaltung zu entwickeln.
Ziel
MOONSHOT aims at developing a novel single-photon emitting material that operates in the telecommunication wavelength range (1300-1600 nm, O- and C-bands) and is compliant with the “Restriction of Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment” (RoHS). The main motivation for such objective is that single-photon sources based on epitaxial quantum dots (QDs) are now a mature technology available on the market that is outperforming laser cooled atoms or spontaneous parametric down conversion via nonlinear crystals. Yet, three major issues afflict epitaxial QDs: first, the epitaxial approach presents drawbacks in terms of limited throughput and CMOS incompatibility. Secondly, often the emission wavelength of epitaxial QDs for single-photon generation is limited to less than 1000 nm. Finally, single-photon sources based on this class of QDs require low-temperature operation (T ≈ 4K). Colloidal QDs present similar light-emission properties to their epitaxial counterpart and they can tackle most of the drawbacks of the latter. For example, solution processing enables controlled placement of QDs on-chip as well as very high throughput preparation via wet-chemistry approaches. In addition, colloidal QDs have the potential for operation beyond cryogenic temperatures. Nonetheless, state-of-the-art colloidal QDs with shortwave infrared emission (SWIR, 750-1600 nm) contain either lead or mercury, which are severely restricted by the RoHS. Indium arsenide (InAs) QDs are among the few SWIR-emitting RoHS-compliant materials; yet only a limited number of synthetic approaches lead to emissive QDs.
MOONSHOT will focus on developing highly emissive and blinking-free InAs colloidal QDs based on a synthetic route employing commercially available precursors. MOONSHOT adopts a high-risk strategy to realize a new technology in the field of quantum light sources with an immediate outcome in the form of optimized single-photon SWIR emitting QDs.
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.
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