Description du projet
De nouveaux matériaux 2D prometteurs pour l’optique non linéaire
L’optique non linéaire, une étude de la façon dont la lumière interagit avec la matière, est primordiale pour de nombreuses applications photoniques. Les super-réseaux de van der Waals en 2D, qui comprennent deux matériaux monocouches empilés, constituent une alternative aux matériaux monocouches pour l’ingénierie des non-linéarités optiques. Ces super-réseaux peuvent considérablement améliorer les réponses optiques non linéaires des matériaux 2D en augmentant de manière cohérente la longueur d’interaction lumière-matière et en créant des propriétés physiques fondamentalement nouvelles. Le projet ATOP, financé par l’UE, exploitera le potentiel de ces matériaux pour développer des dispositifs photoniques non linéaires révolutionnaires, tels que des sources de génération paramétrique optique sur puce, des sources térahertz à large bande et des émetteurs de paires de photons de grande pureté. Les systèmes photoniques qui en résulteront pourraient se révéler très utiles en métrologie, en détection portable et en communications quantiques.
Objectif
The project aims at introducing a paradigm shift in the development of nonlinear photonics with atomically-engineered two-dimensional (2D) van der Waals superlattices (2DSs). Monolayer 2D materials have large optical nonlinear susceptibilities, a few orders of magnitude larger than typical traditional bulk materials. However, nonlinear frequency conversion efficiency of monolayer 2D materials is typically weak mainly due to their extremely short interaction length (~atomic scale) and relatively large absorption coefficient (e.g.>5×10^7 m^-1 in the visible range for graphene and MoS2 after thickness normalization). In this context, I will construct atomically-engineered heterojunctions based 2DSs to significantly enhance the nonlinear optical responses of 2D materials by coherently increasing light-matter interaction length and efficiently creating fundamentally new physical properties (e.g. reducing optical loss and increasing nonlinear susceptibilities).
The concrete project objectives are to theoretically calculate, experimentally fabricate and study optical nonlinearities of 2DSs for next-generation nonlinear photonics at the nanoscale. More specifically, I will use 2DSs as new building blocks to develop three of the most disruptive nonlinear photonic devices: (1) on-chip optical parametric generation sources; (2) broadband Terahertz sources; (3) high-purity photon-pair emitters. These devices will lead to a breakthrough technology to enable highly-integrated, high-efficient and wideband lab-on-chip photonic systems with unprecedented performance in system size, power consumption, flexibility and reliability, ideally fitting numerous growing and emerging applications, e.g. metrology, portable sensing/imaging, and quantum-communications. Based on my proven track record and my pioneering work on 2D materials based photonics and optoelectronics, I believe I will accomplish this ambitious frontier research program with a strong interdisciplinary nature.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
Vous devez vous identifier ou vous inscrire pour utiliser cette fonction
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
02150 Espoo
Finlande