Descripción del proyecto
Hacia un control reconfigurable de metasuperficies ópticas totalmente dieléctricas
Las metasuperficies ópticas totalmente dieléctricas son más eficientes que las metasuperficies plasmónicas convencionales. Sin embargo, la respuesta óptica de las metasuperficies dieléctricas tradicionales está determinada por diseño. Se podría abordar una gama mucho más amplia de aplicaciones si fuera factible lograr un control activo o reconfigurable. La combinación de matrices de nanoestructura dieléctrica de alto índice con materiales de cambio de fase de calcogenuro es una técnica de metasuperficie reconfigurable totalmente dieléctrica muy prometedora. Sin embargo, hay muy pocos diseños de metasuperficies dieléctricas que incorporen materiales de cambio de fase, y los registrados se cambian «ex situ». El proyecto financiado con fondos europeos DReM-PCM tiene como objetivo diseñar y fabricar experimentalmente dos metasuperficies reconfigurables de cambio de fase totalmente dieléctricas con conmutación eléctrica «in situ» mediante un microcalentador integrado y una estructura de barra transversal, respectivamente. También ajustará la respuesta óptica de las metasuperficies para posibles aplicaciones ópticas, como la dirección de haz tipo LiDAR.
Objetivo
All-dielectric optical metasurfaces have recently attained much attention due to their ability to provide higher efficiencies than the more conventional plasmonic metasurfaces, and for their ability to readily work in both reflection and transmission. However, the functionality of traditional dielectric-based metasurfaces is fixed-by-design, i.e. the optical response is fixed by the size, arrangement and index of the nanoresonators. A far wider range of applications in many important technological/industrial fields, ranging from communications, to sensing, robotics, displays and much more, could be addressed if active/reconfigurable control were possible. One promising all-dielectric reconfigurable metasurface approach arises from the combination of high-index dielectric nanostructure arrays with chalcogenide phase-change materials (e.g. GeSbTe alloys). The latter can be electrically, optically or thermally switched between their crystalline and amorphous states, or to intermediate states between the two, with ultra-low energy consumption in a non-volatile manner and exhibit remarkably different optical properties between phases. It is therefore possible to achieve an all-dielectric reconfigurable metasurface by continuously tuning the phase states of the chalcogenide alloy. However, very few dielectric metasurface designs incorporating phase-change materials have been explored to date, and those that have been reported are switched through ex-situ means, while some form of in-situ switching is definitely required to meet real device applications.
To achieve this objective, we will (1) theoretically design and experimentally fabricate two reconfigurable all-dielectric phase-change metasurfaces whose in-situ switching is electrically realised by an integrated microheater and by a crossbar structure respectively, and (2) continuously tune the optical response of the designed metasurfaces for potential optical applications such as Lidar type beam steering).
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ingeniería y tecnologíaingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la informacióningeniería electrónicarobótica
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
EX4 4QJ Exeter
Reino Unido