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GRAphene nonlinear PHotonic Integrated CircuitS

Descrizione del progetto

Dispositivi fotonici ibridi d’avanguardia per l’elaborazione ottica avanzata

Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto GRAPHICS mira a sviluppare dispositivi fotonici innovativi utilizzando una piattaforma ibrida basata su grafene e semiconduttore per l’elaborazione di segnali completamente ottici. Le architetture che ne deriveranno potrebbero contribuire a far progredire l’instradamento e l’elaborazione ottici sui chip di silicio, a vantaggio delle applicazioni nell’ambito della comunicazione, della comunicazione dati e dell’interconnessione. GRAPHICS sarà anche un ponte tra la fotonica e la microelettronica, costruendo piattaforme compatibili con il CMOS. Le attività del progetto si concentreranno su due tipi di dispositivi ottici non lineari, che sfruttano entrambi le caratteristiche non lineari proprie del grafene: microlaser III-V/Si integrati a impulsi e dispositivi di elaborazione del segnale completamente ottici. La capacità di sintonizzare elettricamente le proprietà del grafene consentirà di creare dispositivi ottici flessibili e riconfigurabili. Il lavoro di GRAPHICS contribuirà a creare una nuova generazione di circuiti fotonici integrati, con il grafene che svolgerà un ruolo fondamentale nella gestione dei dati ottici ad alta velocità.

Obiettivo

"GRAPHICS aims at developing novel chip-based photonic devices for all-optical signal processing in graphene/ semiconductor hybrid platforms. The resulting architectures will be the cornerstone of a disruptive optical routing and processing technology on silicon chips for communications as well as Datacom and interconnect applications. These will also pave the way towards the photonic-microelectronic convergence, through the realization of CMOS compatible platforms.
Our research program will focus on two main classes of nonlinear optical devices: (1) integrated pulsed III-V/ Si microlasers, and (2) all-optical signal processing devices, relying on two distinct nonlinear features of graphene, i.e. its saturable absorption and its nonlinear Kerr response, respectively. In addition, the capability of tuning graphene properties electrically will allow us to create fundamentally flexible and reconfigurable intelligent optical devices.
The two classes of nonlinear devices targeted in the project represent significant achievements in their own right. However, they share some scientific and technological challenges. For instance, relevant strategies must be found for enhancing the typically low interaction of light with the monolayer of carbon atoms, as needed for the device miniaturization. Here, we will combine graphene with the nanophotonic toolbox -microcavities, or slow light photonic crystals- to enhance the light-graphene interaction and realize compact chip-scale devices. More fundamentally, these two classes of nonlinear devices will jointly contribute to shape the long-term vision of a fully integrated photonic platform, in which the pulsed microlaser delivers directly on-chip the optical peak power necessary to trigger all other ""intelligent"" devices onto the same circuit. GRAPHICS will therefore help to ""draw"" a novel generation of photonic integrated circuits and architectures, with graphene playing a key role, to be used for managing high-speed optical data."

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

Istituzione ospitante

ECOLE CENTRALE DE LYON
Contribution nette de l'UE
€ 1 917 537,00
Indirizzo
AVENUE GUY DE COLLONGUE 36
69134 Ecully
Francia

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Regione
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Rhône
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 999 257,00

Beneficiari (3)