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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Ultrafast broadband sensitive magneto-chiroptical microscopy to track the consequences of symmetry breaking in solution-processable semiconductors

Descripción del proyecto

Semiconductores quirales para la electrónica de nueva generación

Los semiconductores quirales procesables en solución, un nuevo tipo de materiales con emisión de luz polarizada circularmente y control del espín a temperatura ambiente sin campos magnéticos, podrían revolucionar la optoelectrónica. No obstante, los avances en este campo están limitados por la falta de métodos para estudiar los mecanismos que subyacen a esta tecnología. El proyecto MACHIRO, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo desarrollar un microscopio magnetoquiróptico ultrarrápido y de banda ancha, capaz de cartografiar el vector de Stokes de la polarización de la luz emitida por materiales quirales. Este instrumento permitirá alcanzar una resolución espacial limitada por difracción y resolución temporal en el rango de femtosegundos. Esta solución posibilitará hacer un seguimiento directo y preciso de los mecanismos y procesos clave, ofrecerá reglas de diseño universales para este campo y abrirá la puerta al descubrimiento de conocimientos aplicables a diversos sectores y disciplinas.

Objetivo

Chiral solution-processable semiconductors are a new class of materials that could revolutionize optoelectronics by enabling circularly polarized light (CPL) emission and spin control without external magnetic fields at room temperature. This could enhance the efficiency of displays, solar cells, holography, cryptography, and biomedical imaging, while opening new possibilities in quantum information processing. However, current trial-and-error approaches, limited by the absence of suitable techniques to probe mechanisms, prevent systematic breakthroughs in designing chiral materials with strong CPL emission and spin polarization.

MACHIRO will overcome these limitations. We will develop the first ultrafast broadband magneto-chiroptical microscope to map the Stokes vector of light polarization emitted from chiral materials with diffraction-limited spatial and femtosecond-temporal resolution. This will enable us to directly track the interplay between charge, spin, and light polarization in time and space, to mechanistically understand how CPL and spin polarization arise from structural chirality imprint on the excited state.

We will use this new tool to study a range of i) heavy-element containing chiral halide perovskite semiconductors, as well as ii) purely molecular twisted materials with much less spin orbit coupling. We will systematically vary dimensionality (3D bulk to 0D quantum dots), hierarchical level of chirality, helical pitch and addition magnetic impurities, while always monitoring the role of local disorder through mapping. Thus, we will identify dominant loss channels and arrive at a unified mechanism of how light and spin polarization are connected.

Finally, we will integrate insights across all materials, establishing universal design rules for using chirality to control spin and light simultaneously, enabling next-generation solution-processable spin-optoelectronic technologies with unprecedented energy efficiency.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2025-STG

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Institución de acogida

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Aportación neta de la UEn
€ 2 173 004,00
Dirección
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Suiza
Región
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 173 060,00

Beneficiarios (1)