Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

Towards Scalable Photonics circuits: A Unified Platform Integrating 2D Perovskites, Metasurfaces, and Waveguides

Opis projektu

Platforma oparta na polarytonach dla zintegrowanych technologii fotonicznych

Obwody fotoniczne, kluczowe dla rozwoju przyszłych technologii, w tym szybkiej komunikacji i obliczeń kwantowych, nadal napotykają takie ograniczenia, jak brak zdolności krzemu do emisji światła oraz zależność od zewnętrznych źródeł światła. Ponadto urządzenia oparte na dwuwymiarowym perowskicie (2DP) borykają się z wysokimi stratami optycznymi i słabą jednorodnością. Zespół projektu 2DP-METAWAVE, realizowanego przy wsparciu z działań „Maria Skłodowska-Curie”, opracowuje platformę fotoniczną opartą na polarytonach, łączącą 2DP z falowodami z azotku krzemu oraz metapowierzchniami. Badacze dążą do uzyskania polarytonów o niskim poborze mocy, które umożliwią wydajną emisję światła i propagację z niewielkimi stratami dzięki zastosowaniu uporządkowanych układów 2DP. Integracja z metapowierzchniami o wysokim współczynniku Q umożliwi kompaktową kontrolę światła. Zespół projektu zademonstruje również szybką modulację emisji polarytonów na potrzeby operacji logicznych oraz opracuje rekonfigurowalne, energooszczędne obwody fotoniczne w celu udoskonalenia zintegrowanych technologii fotonicznych.

Cel

Photonic circuits-chips that use light instead of electricity are essential for future technologies in high-speed communication, quantum information, and neuromorphic computing. But current platforms face critical challenges: silicon’s inability to emit light, reliance on bulky external sources, and the complexity of integrating III-V emitters. Moreover, existing two-dimensional perovskite (2DP)-based devices use polycrystalline films or randomly oriented flakes, leading to high optical losses, poor uniformity, and limited integration with waveguides.
2DP-METAWAVE introduces a polariton-enabled photonic platform that combines the strong light–matter interaction of 2DPs with the scalability of silicon nitride (Si₃N₄) waveguides and the versatility of metasurfaces. Exciton-photon coupling in 2DPs generates polaritons for efficient, low-power light emission, which is then coupled into low-loss Si₃N₄ waveguides for on-chip routing.
We will fabricate wafer-scale arrays of highly aligned single-crystal 2DPs using Capillary-Bridge Lithography, achieving low-loss polariton propagation (<5 dB/cm). To fully exploit the optical quality of these aligned 2DP crystals, we will integrate them with metasurfaces that enable ultra-high-Q resonances through bound states in the continuum (BICs), providing strong field confinement and efficient light control in a compact, planar architecture. Metasurface-enabled components such as high-efficiency inverse-designed couplers and high-Q resonant structures (Q >10⁵) will ensure compact, chip-scale integration. We will demonstrate fast modulation of waveguide-coupled polariton emission at room temperature, enabling logic operations with extinction ratios ≥10 dB and sub-10 ns switching. By merging precision fabrication, resonant metasurface design, and dynamic signal control, 2DP-METAWAVE will deliver a new class of reconfigurable, energy-efficient photonic circuits, bridging a critical gap toward scalable integrated photonic technologies.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2025-PF

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE
Wkład UE netto
€ 217 965,12
Adres
KAISERSTRASSE 12
76131 Karlsruhe
Niemcy
Region
Baden-Württemberg Karlsruhe Karlsruhe, Stadtkreis
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
Brak danych