Description du projet
Les émetteurs quantiques de lumière intégrés soutiennent l’étude des interactions lumière-matière confinées
L’interaction entre la lumière et la matière, ainsi que la double nature particule-onde de chacune, se trouve au cœur de la théorie quantique. La lumière existe à la fois en tant qu’onde et en tant que particule; le photon est un quantum de lumière. De la même manière, tous les types de matière présentent des comportements associés aux ondes. Les phonons constituent des unités élémentaires d’énergie vibratoire générées par l’oscillation d’atomes dans un cristal. La vibration d’un atome peut déclencher une onde (phonon) qui traverse le cristal. La chaleur est également le produit du mouvement d’atomes et de molécules. Contrairement aux photons de différentes fréquences (et de longueurs d’ondes correspondantes) qui n’interagissent que rarement entre-eux, les phonons de longueurs d’ondes différentes peuvent se heurter et produire des formes d’ondes variées. Le projet FOWLING, financé par l’UE, étudie les nanostructures optomécaniques quantiques dans le but d’améliorer nos connaissances et notre contrôle du couplage optomécanique (des photons et des phonons) pour des applications allant du traitement de l’information quantique aux capteurs quantiques.
Objectif
The coupling of electromagnetic radiation (photons) to mechanical waves (phonons) is at the heart of solid-state quantum photonics while phonon transport at different frequencies governs crucial physical phenomena ranging from thermal conductivity to the sensitivity of nano-electromechanical resonators. To engineer and control the overlap of light management with the mechanical vibrations of matter efficiently, we make use of very precisely fabricated nanometer-scale devices. The standard way of achieving this control is to use engineered defects in periodic structures - optomechanical crystals - where the electromagnetic field and the mechanical displacement can be confined simultaneously thus enhancing their interaction. However, despite its extraordinary potential, cavity optomechanics is suffering from the limitations induced by the experimental setup commonly used to address the mechanical modes, namely the difficulty to use integrable structures.
During this project, we will explore novel designs for optomechanical nanostructures and we will develop experimental methods to address the phononic and photonic modes of nanoscale objects from free-space, and thus get rid of the limitations imposed by fibres, which will in turn enable the incorporation of optically active materials in mechanical resonators. In particular, we will make use of embedded quantum light emnitters excited above-band optically. This will allow us to explore light-matter interaction in this novel platform ad get direct access to the photonic modes of the system. By exploring the frequency modulation of these photonic modes induced by optomechanical coupling, we expect to also have access to the confined mechanical vibrations of the structure. The investigation of these systems will have an important impact on quantum information and thermal transport as well as highly sensitive force, mass and displacement detection.
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 électroniqueélectromagnétisme
- sciences naturellessciences physiquesoptiqueoptomécanique en cavité
- sciences naturellessciences physiquesphysique atomique
- sciences naturellessciences physiquesphysique théoriquephysique des particulesphotons
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
08193 Cerdanyola Del Valles
Espagne