Projektbeschreibung
Hocheffizientes Nanobauelement überbrückt Terahertz-Lücke
Elektromagnetische Wellen über das gesamte Frequenzspektrum zu erzeugen, zu manipulieren und zu erfassen, ist die Grundlage vieler Fortschritte in den Bereichen Signalerfassung, Bildgebung, Spektroskopie und Datenverarbeitung. Im letzten Jahrhundert war bei Bauelementen, die bei Frequenzen unter 0,1 THz oder über 50 THz arbeiten, eine beeindruckende Entwicklung zu verzeichnen. Es mangelt jedoch an kompakten Systemen, die gut im gesamten Terahertz-Bereich funktionieren, weshalb dieses Frequenzband im Bereich von 0,3 bis 30 THz oft als „Terahertz-Lücke“ bezeichnet wird. Das EU-finanzierte Projekt THOR plant die Demonstration des ersten schnellen, rauscharmen und kostengünstigen Nanodetektors, der bei Raumtemperatur im Bereich von 1 bis 30 THz arbeitet. Das Projekt wird auf den neuesten wissenschaftlichen Durchbrüchen in der molekularen Kavitäts-Optomechanik aufbauen.
Ziel
The generation, manipulation and detection of electromagnetic waves across the entire frequency spectrum is the cornerstone of modern technologies, underpinning wide disciplines across sensing, imaging, spectroscopy and data processing, amongst others. Whilst the last century has witnessed an impressive evolution in devices operating at frequencies either below 0.1 THz (microwave and antenna technology) or above 50 THz (near-infrared and visible optical technology), in between the lack of suitable materials and structures for efficient electromagnetic manipulation has resulted in the so-called “THz gap” : a band of frequencies in the 0.3 – 30 THz region of the spectrum for which compact and cost-effective sources and detectors do not exist – even though their application has enormous potential in medical diagnostics, security, astronomy, and wireless communication.
In this project, we will demonstrate the first nano-scale, cost-effective, fast and low-noise detector working at room temperature in the 1 – 30 THz range by developing a radically new concept of signal up-conversion to visible/near-infrared (VIS/NIR) radiation, leveraging the latest scientific breakthroughs in the new scientific field of molecular cavity optomechanics. In particular, we will design and synthesize molecules with both large IR and Raman vibrational activity in that THz range to be integrated into plasmonic nano- and pico-cavities so that their vibration mediates the coherent transfer of energy from the THz to the laser signal driving the cavity. In our approach, we will also employ THz antennas to improve the coupling efficiency of the THz field to the molecules.
This bold vision, which builds on the fundamentals of light-matter interaction (science) and converges toward the on-chip integration in a silicon-compatible chip (technology), completely surpasses any previous technological paradigms related to the measurement of THz molecular vibration as well as its possible manipulation.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
46022 Valencia
Spanien