Description du projet
La recherche jette des bases inestimables en matière d’optoélectronique pétahertz moderne
Au sein des semiconducteurs, les électrons peuvent être excités en interagissant avec le rayonnement laser. De récentes avancées ont permis de mesurer ce mécanisme fondamental à des échelles temporelles inférieures à la femtoseconde. Les champs laser térawatt puissants entraînent une mobilité extrêmement élevée des électrons dans les semiconducteurs en 2D et en 3D. En outre, ils provoquent l’émission des harmoniques élevés du faisceau de génération par le semiconducteur lui-même. Le contrôle du mouvement des électrons dans l’espace et le temps est un pré-requis pour le développement de dispositifs optoélectroniques ultra-rapides, bien plus véloces que les dispositifs térahertz dernier cri actuels. Nous ne savons cependant pas encore contrôler la dynamique des électrons à des fréquences au-delà du térahertz. Le projet PETACom, financé par l’UE, prévoit de concevoir des dispositifs optoélectroniques ultra-rapides qui fonctionnent dans le régime pétahertz. L’équipe mettra l’accent sur l’étude de la réaction des électrons à des champs pétahertz, à l’aide de lumière laser femtoseconde à infrarouge.
Objectif
Today, switching speeds in the multi gigahertz range are technologically mastered and terahertz electronics is at its birth. Soon electronic components will push forward towards the petahertz range. It is however unknown how the movement of electrons can be controlled at such frequencies. 2D and 3D semiconductors exhibit properties of high electron mobility that allows to drive intense electron currents coherently in the conduction band when submitted to terawatt laser fields. A strong electron current oscillates at petahertz frequencies in the conduction band with a momentum that depends on the laser field frequency, intensity, polarization and career envelope phase. In addition, high order harmonic radiation is emitted when those electrons recombine to the valence band. The strong electron current from which HHG originate can be manipulated in space and time and be the very first elementary blocks of novel petahertz frequency electronic devices, thus operating orders of magnitude faster than the state-of-the-art terahertz devices. The PETACom project proposes to create future optoelectronic device commutating at petahertz frequencies, bridging the gap between electronics and photonics. We will establish: 1) Petahertz electron switching in 2D and 3D systems using intense femtosecond IR to mid-IR laser excitation. 2) Optoelectronic devices from laser induced petahertz electron oscillation. 3) A new paradigm for future electronics and ultrahigh speed communication and computation.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
75015 PARIS 15
France