Projektbeschreibung
Sondierung ultrastarker Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie in Infrarot-Detektoren
Die ultrastarke Kopplung zwischen Licht und Materie bezieht sich auf eine neue Art der starken Wechselwirkung, bei der die Kopplungsstärke mit den Übergangsfrequenzen im System vergleichbar ist. Das EU-finanzierte Projekt UNIQUE plant, die ultrastarke Kopplung von Licht und Materie in neuartigen optoelektronischen Halbleiterbauelementen zu untersuchen, die im Terahertz- und mittleren Infrarot-Frequenzbereich (3-300 µm) betrieben werden. Diese Bauelemente werden erstmalig die experimentelle Beobachtung der intrinsischen Quanteneigenschaften bei Zuständen einer Kopplung von Licht und Materie ermöglichen, wie zum Beispiel Quantenvakuum-Strahlung und quantenoptisches Quetschen. Um eine ultrastarke Kopplung zu erreichen, wird die kollektive Anregung von Elektronen mit einem Metamaterial-Nanoresonator gekoppelt. Dieser Metamaterialdetektor wird mit empfindlichen Auslesetechniken ausgerüstet, welche die Beobachtung von Quantenvakuum-Strahlung und nicht-klassischer Photonzählstatistik von Polaritonen ermöglichen werden.
Ziel
In the majority of optoelectronic devices emission and absorption of light are considered as perturbative phenomena. The objective of my project is to explore the ultra-strong light-matter coupling regime in a new type of optoelectronic semiconductor-based devices operating in the THz and MIR frequency range (lambda=3-300m). These devices will allow the first time experimental observation of intrinsically quantum features of the ultra-strong coupling regime, such as quantum vacuum radiation (dynamical Casimir effect) and squeezing of polaritons states. In these devices, generically acting as detectors, the light-matter coupled states (polaritons) will be efficiently converted into electrical signals. The matter excitation is based on the electronic transitions in semiconductor quantum wells, where the light-matter interaction is strongly enhanced owe to collective effects. To achieve the ultra-strong coupling regime, the collective electronic excitation is coupled with metamaterial nano-resonator acting as high frequency inductor-capacitive circuit. In such resonator, very high electric field intensity is achieved into effective volume of sizes comparable with the electron De Broglie wavelength. The photoconductivity of such detectors will be dominated by polaritonassisted fermionic transport. The metamaterial detectors will be supplied with sensitive read-out based on the single-electron transistor concept, which will allow the observation of quantum vacuum radiation as well as the non-classical photo-counting statistics of polaritons. In these device architectures I will also implement the dynamical Coulomb blockade, where the single electron charging energy e/2C becomes comparable with the metamaterial resonator energy w. This effect will be exploited as a disruptive approach to sense the quantum-optical properties of light-matter coupled states by all-electronic means.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Physik der kondensierten Materie Quasipartikel
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Halbleiterbauelement
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
ERC-COG - Consolidator Grant
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
75794 PARIS
Frankreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.