Opis projektu
Źródła półprzewodnikowe oparte na materiałach dwuwymiarowych mogą wypełnić lukę w dalekiej podczerwieni
Generowanie światła w zakresie średniej podczerwieni i terahercowych zakresów widma dało możliwość rozwinięcia technologii czujników, stosowania jej w nowych rozwiązaniach i umożliwiło rozpoczęcie badań nad podstawowymi oddziaływaniami między światłem a materią. Kaskadowe lasery kwantowe, które niedawno przestały być jedynie ciekawostką laboratoryjną i znalazły zastosowanie w przemyśle, znacznie zwiększyły zakres praktycznych zastosowań tej technologii. Pomimo potencjału, jaki oferują, nie pozwalają one jednak zapełnić luki w dalekiej podczerwieni, a mianowicie w częstotliwościach z zakresy 5–12 THz. Zespół projektu EXTREME-IR ma na celu pokonanie tej przeszkody. W tym celu opracowuje całkowicie nową platformę korzystającą z optyki nieliniowej materiałów dwuwymiarowych, na której powstaną kompaktowe i koherentne źródła promieniowania w zakresie dalekiej podczerwieni.
Cel
The generation of light across the mid-infrared (MIR) and terahertz (THz) spectral regions of the electromagnetic spectrum has become an enabling technology, opening up a plethora of sensing applications across the sciences, as well as enabling the study of fundamental light-matter interactions. The key disruptor in this domain is the quantum cascade laser (QCL), which has grown from a laboratory curiosity to become an essential and practical optoelectronic source for a broad range of application sectors. The expansion of applications has, however, highlighted a technology gap lying between the MIR and THz domains, between 25 μm and 60 μm (5 – 12 THz), which is termed the far-infrared (FIR). Compared to neighbouring MIR and THz domains, the FIR lacks solid-state source technologies, despite the many sensing applications that such compact sources would enable.
In the EXTREME-IR project we will breakthrough this technological barrier by pioneering a radically new platform exploiting nonlinear optics in 2D materials to realize functionalized, compact and coherent FIR sources. 2D materials are becoming an important area of scientific interest owing to their unique optical and electronic properties, distinct from bulk materials and conventional semiconductors.This has led to an extensive applicative potential ranging from quantum optics at room temperature to the next generation of ultrafast electronics. However, they have not been exploited for the FIR. Here we will use the distinct phonon spectra and extreme nonlinearities in 2D transition metal dichalcogenides (TMDs) and Dirac matter (DM) to create new optoelectronic sources for the FIR. In particular, we will capitalize on the new phenomena of giant room temperature intra-excitonic nonlinearities and efficient high harmonic generation through plasmonics and resonators, combined with state-of-the-art QCLs as optical pump sources, to access and exploit this unexplored electromagnetic region fully for the first time.
Dziedzina nauki
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsoptoelectronics
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructures
- natural sciencesphysical sciencesatomic physics
- natural sciencesphysical sciencesquantum physicsquantum optics
- natural sciencesphysical sciencesopticsnonlinear optics
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
75794 Paris
Francja