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Artificial quantum materials with photons: many-body physics and topology

Projektbeschreibung

Die Erzeugung von Quantenkorrelationen zwischen hybriden Licht-Materie-Teilchen

Polaritone sind hybride Licht-Materie-Teilchen, die aus einem Photon bestehen, das an eine materielle Anregung – zum Beispiel eine elektronische Anregung – gekoppelt ist. Da diese Arten von Licht-Materie-Teilchen einzigartige Eigenschaften ihrer Licht- und Materiekomponenten in sich vereinen, sind sie für zahlreiche Bereiche der Grundlagenforschung und der angewandten Wissenschaft von großem Interesse. Plattformen kondensierter Materie bieten eine großartige Möglichkeit, Licht-Materie-Interaktionen auf der Quantenebene zu untersuchen, und Polaritonen stellen dafür eine attraktive Plattform dar. Sie werden unter Verwendung optischer Resonatoren (zwischen zwei Spiegeln), um Licht zu beeinflussen, und in Quantentöpfen, um elektronische Anregungen zu erzeugen und zu isolieren (in diesem Fall Exzitonen in einem Halbleiter, d. h. Paare von Elektronendefektstellen, die durch die Coulombwechselwirkung gebunden sind), erschaffen und manipuliert. Das EU-finanzierte Projekt ARQADIA hat vor, diese Plattform auszunutzen, um Quantenkorrelationen zwischen Polaritonen zu erzeugen.

Ziel

Physical systems featuring strong electronic correlations exhibit fascinating phenomena, as exemplified by high-Tc superconductivity, quantum magnetism or fractional quantum Hall physics. Inspired by these effects, new ideas have emerged to harness strongly correlated phases in artificial quantum materials, and use them as a resource for fundamental science and for quantum technology. Promising approaches for producing quantum devices are found in condensed matter platforms: one can indeed benefit from nanofabrication to engineer systems that are compact, versatile, and which can potentially be integrated in large-scale architectures. The main goal of ARQADIA is to engineer and study quantum correlated and topological phases of light using artificial photonic materials that I will fabricate in a solid-state platform. I will use exciton-polaritons in semiconductor microcavities, which are hybrid quasiparticles resulting from strong coupling between cavity photons and quantum well excitons. Polaritons are particularly attractive since they combine the best of two worlds: (i) through their photon component, they can be confined in microstrucutres and manipulated using optical spectroscopy; (ii) through their matter component, interactions between polaritons can be tuned and reinforced. Moreover, polaritons can be detected through the decay of cavity photons, which means that they naturally implement out-of-equilibrium physics and allow addressing fascinating questions related to the interplay between quantum correlations and dissipation. Within ARQADIA, I will tackle the challenge of engineering quantum correlations between polaritons via a technological breakthrough: I will insert active materials featuring strongly interacting excitons in microcavity lattices. I will use these materials to study out-of-equilibrium strongly correlated phases in vastly different regimes: from 1D to 2D, from weakly to strongly interacting and from topologically trivial to non-trivial.

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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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

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.

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.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag

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.

€ 1 499 603,00
Gesamtkosten

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.

€ 1 499 603,00

Begünstigte (1)

Mein Booklet 0 0