Description du projet
Une nouvelle perspective sur le couplage fort de la lumière quantique et de la matière dans le vide
Au cours des trois dernières décennies, la physique du couplage fort lumière-matière a été examinée de manière théorique et, plus récemment, de manière expérimentale. La réalisation du couplage faible et fort de la lumière et de la matière quantiques a permis de mieux contrôler les systèmes quantiques et les applications de la détection quantique et du traitement de l’information. Les polaritons sont des particules mixtes lumière-matière issues du couplage fort entre les excitons (un état lié d’un électron excité et un trou associé) et les photons. Le couplage lumière-matière et les polaritons qui en résultent sont issus des conditions de vide de la microcavité semi-conductrice 2D confinée. Le projet MaP, financé par l’UE, étend le domaine des recherches précédentes sur la composante matière du couplage lumière-matière. Une plateforme innovante promet de faire la lumière sur les mécanismes responsables du transport de charges assisté par le vide et des transitions de phase de la matière induites par le couplage.
Objectif
An electromagnetic mode without photonic excitations still has a non-zero energy - called zero-point energy. The resulting vacuum fluctuations give rise to long known physical effects such as the spontaneous emission. By engineering electromagnetic modes in cavities, vacuum can be made to interact with matter in the extensively studied weak, strong and ultrastrong light-matter coupling regimes. The term `light-matter coupling', as well as the optical experimental means by which the regime is usually studied, hides this important fact: vacuum alone gives rise to the coupling and to the mixed light-matter excitations (polaritons) of the system.
In physics, still only few experimental platforms have allowed to observe `vacuum-matter coupling' without photonic excitations. Properties of materials dressed by a cavity were successfully observed by measuring their conductivity [Orgiu et al. Nat. Mater. 14, 1123 (2015); Paravicini-B. et al. Nat. Phys. 15, 186 (2019)]. In recent years, the new field of polaritonic chemistry has identified other material properties altered by vacuum coupling, including chemical reaction rates and thermodynamic properties.
In this project, we intend to expand the new experimental access to the matter part via conductivity measurements to an entirely new system. So far, only highly disordered organic semiconductors [Orgiu] and very high mobility GaAs based electron gases were used [Paravicini-B.]. Here, we suggest a new platform using transition metal dichalcogenides inside a plasmonic cavity. This should work at room temperature and shed more light on the mechanism responsible for vacuum field assisted charge transport. In a second project, we attempt to alter phase transition properties by dressing a chemical to a cavity. Both projects aim to explore the potential of engineering properties of materials with a cavities vacuum field mode. They both mostly rely on optical, electronic and chemical experimental tools available in the host group.
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. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences physiquesélectromagnétisme et électroniquedispositif à semiconducteur
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
67081 Strasbourg
France