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

Potential-dependent Second-Harmonic Generation in Optical Antennas measured Time-resolved

Opis projektu

Wzmacnianie generowania drugich harmonicznych w nanoantenach

Generowanie drugich harmonicznych to nieliniowy proces optyczny, który przypuszczalnie da się zastosować w spektroskopii, ultraszybkim przełączaniu optycznym i przetwarzaniu informacji optycznych. Anteny wykonane z nanostruktur metalicznych umożliwiają generację drugich harmonicznych w skali nanometrycznej, lecz jest to rozwiązanie cechujące się niską sprawnością. W ramach finansowanego z działań „Maria Skłodowska-Curie” projektu PoSHGOAT zostaną podjęte próby optymalizacji procesu generowania drugich harmonicznych w tego rodzaju antenach optycznych. Podczas trwania projektu zostaną wykonane nanoanteny przewodzące elektrycznie z bardzo cienkimi końcówkami i bardzo wąskimi szczelinami, w których modulacja ładunku powierzchniowego nanocząstek metalicznych będzie odbywać się za pomocą przyłożonego z zewnątrz potencjału. Ponadto w projekcie zostanie wykorzystana spektroskopia czasowo rozdzielcza typu „pump-probe” oraz powstaną modele numeryczne pozwalające optymalizować geometrie nanocząsteczek, a tym samym maksymalizować generację drugich harmonicznych.

Cel

Second-harmonic generation (SHG) is a nonlinear optical effect, with promising applications in background-free spectroscopy, ultrafast optical switching, and optical information processing. What is missing is the integration of these effects at the nanoscale, to be sensitive down to the singe molecule level and competitive in size with silicon electronics.

Metallic nanoparticles, called optical antennas (OAs), show resonances in the infrared and optical wavelength regime. They exhibit plasmons, coupled states of photons and electron density waves, which allow concentrating light much better than conventional optics, down to 10 nm³. OAs enable SHG in nanometer-sized volumes, but until now only with low efficiency. This is due to the complex task of: (i) a resonance to receive light with wavelength A, (ii) routing the energy to the OA surface (efficient SHG due to symmetry breaking), (iii) exploiting a second antenna resonance which can gather the SHG at wavelength B=A/2, and finally (iv) emitting the wavelength B to the far field.

In the proposed project PoSHGOAT I will control and optimize SHG in OAs. To this aim, I will introduce four novelties to SHG research:

(1) Fabrication of electrically-contacted nanoantennas with ultra-fine tips (r = 3 nm) and ultra-narrow gaps (g = 3 nm) by a subsequent Ga-ion and He-ion milling procedure.
(2) Modulation of the surface charges in metallic nanoparticles by applying an external potential.
(3) Time-resolved pump-probe spectroscopy of SHG with an applied voltage, eventually even with induced tunnelling of electrons in a highly asymmetric antenna gap. This will establish ultrafast control over the OA surface charge density and, thus, SHG.
(4) Numerical modelling of SHG and evolutionary optimization of nanoparticle geometries to maximize SHG in optical antennas.

All these efforts together will increase our understanding of nonlinear processes in plasmonic resonators, towards novel design rules for nonlinear plasmonic devices.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) H2020-MSCA-IF-2018

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

POLITECNICO DI MILANO
Wkład UE netto
€ 137 604,96
Koszt całkowity
€ 137 604,96