Quantum Topological Polaritonics

Projektinformationen

QuanToPol

ID Finanzhilfevereinbarung: 846353

DOI 10.3030/846353

Das Projekt endete am 16 Oktober 2021

EK-Unterschriftsdatum 29 April 2019

Startdatum 1 März 2020

Enddatum 30 September 2023

Finanziert unter

• EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions

Gesamtkosten € 196 707,84

EU-Beitrag € 196 707,84

Koordiniert durch

UNIVERSITE CLERMONT AUVERGNE
France

Projektbeschreibung

Die Grundlagen für topologische Quanten-Polaritonik legen

Bei der Polaritonik handelt es sich um ein Fachgebiet, das zwischen Photonik und Submikrowellenelektronik angesiedelt ist. Gebundene Elektron-Loch-Paare, auch Exzitonen genannt, sind stark an Kavitätsphotonen gekoppelt, wodurch wechselwirkende Quasiteilchen entstehen: Polaritonen. Topologische Zustände von Polaritonen werden in nanostrukturierten Mikrokavitäten ausschließlich durch abstoßende Wechselwirkungen hervorgerufen. Mittels optischer Methoden ist es möglich, sie zu steuern. Im Gegensatz zur topologischen Elektronen- und Photonenphysik verknüpft die topologische Quanten-Polaritonik stark nichtlineare sowie nicht-hermitianische Quanteneffekte, die noch weiterer Erforschung bedürfen. Das Team, das hinter dem durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderten Projekt QuanToPol steht, wird eine grundlegende Theorie für die topologische Quanten-Polaritonik erarbeiten. Der Schwerpunkt soll dabei auf der Entwicklung der geometrischen Theorie sowie der topologischen Klassifizierung polaritonischer Zustände liegen.

Ziel

The recently proposed idea of topological band classification in photonic crystals has led to the prediction and observation of
topologically nontrivial photonic phases, phenomenologically similar to Quantum Hall and Quantum Spin Hall electronic
phases, and to the development of a new field in physics – topological photonics. Photons at the edges of topologically
nontrivial photonic crystals are protected from backscattering and can be used for unidirectional guiding of light, which is
extremely promising for optical logical device applications and for future optical computers. These ideas have recently given
a new dimension to the field of polaritonics, which is the semiconductor optics equivalent of cavity quantum electrodynamics,
where bound electron-hole pairs, or excitons, are strongly coupled to cavity photons to give rise to interacting quasiparticles:
polaritons. Topological polaritonic states were shown to emerge in nanostructured microcavities solely from polariton
repulsive interactions and can be controlled by optical means, contrary to the purely photonic case. In contrast to electronic
and photonic topological physics, quantum topological polaritonics combines strong nonlinear and non-Hermitian quantum
effects that remain to be explored. This project will provide the fundamental theory basis for quantum topological
polaritonics, a new emerging field that unites topological photonics with polaritonics. The applicant, in collaboration with the
host group, will develop the geometric theory and the topological classification of polaritonic states, accounting for their
strongly nonlinear and non-Hermitian nature. He will also apply this theory to the experimentally studied polaritonic systems
with potential impact on optical devices of the future.

Wissenschaftliches Gebiet

• Naturwissenschaften › Naturwissenschaften › Optik
• Naturwissenschaften › Naturwissenschaften › Elektromagnetismus und Elektronik › Halbleiterbauelement
• Naturwissenschaften › Naturwissenschaften › theoretische Physik › Teilchenphysik › Photonen

Schlüsselbegriffe

• Polaritons
• Microcavities
• Geometric
• Topological
• Nonlinear
• Non-Hermitian
• Driven-dissipative
• Condensates

Programm/Programme

• H2020-EU.1.3. - EXCELLENT SCIENCE - Marie Skłodowska-Curie Actions Main Programme
• H2020-EU.1.3.2. - Nurturing excellence by means of cross-border and cross-sector mobility

Thema/Themen

• MSCA-IF-2018 - Individual Fellowships

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

H2020-MSCA-IF-2018

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Koordinator

UNIVERSITE CLERMONT AUVERGNE

• Netto-EU-Beitrag: € 196 707,84
• Adresse: 49 bd francois mitterrand ; 63000 Clermont ferrand ; Frankreich
• Region: Auvergne-Rhône-Alpes › Auvergne › Puy-de-Dôme
• Aktivitätstyp: Higher or Secondary Education Establishments
• Weitere Finanzmittel: € 0,00