Projektbeschreibung
Mit neuartiger Photonensteuerung auf dem Weg zur nichtreziproken Nanophotonik
Die aktive Steuerung von Licht birgt das Potenzial, die Möglichkeiten der Nanophotonik erheblich aufzuwerten und wesentlich robustere Schaltungen mit Photonen als Träger von Informationen zu realisieren. Einen vielversprechenden Weg, um Licht zu steuern, stellen die sogenannten nichtreziproken Effekte dar. Im Mittelpunkt der meisten Untersuchungen der nichtreziproken Steuerung von Licht standen bisher jedoch magnetoelektrische Materialien und starke Magnete, die nicht mit der Nanophotonik kompatibel sind. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt Nanophotonics baut auf Studien zur nichtlinearen Lichterzeugung in topologischen Nanostrukturen auf und verfolgt das Ziel, weltweit erstmals nichtreziproke photonische Komponenten im Nanomaßstab zu demonstrieren.
Ziel
The project aims to introduce new ways to control photons, elementary particles of light, similar to ways we control electrons with semiconductor diodes and transistors. Nonreciprocal control of light underpins several vital evolving technologies, including information and communications technologies. Expected outcomes include demonstrations of world-first nanoscale nonreciprocal photonic components.
We live in an information-driven society. Our exponentially growing data exchange has well-surpassed a zetta-byte per year, that’s a number with 21 zeros. The revolution in information and communications technologies started from miniaturisation of nonreciprocal electronics, semiconductor diodes and transistors. The pathway to cope with the increasing demand for data transfer is to replace electronics with photonics. We are progressing through this transition by first replacing copper wires transmitting electrons with optical fibres transmitting photons in communication networks, then photonics replaces electronics inside devices, their integrated circuits, and ultimately microchips. This creates an increasing demand for miniaturisation of photonic elements, with nonreciprocal components being among the most challenging. The dominant pathway to nonreciprocity relies on magneto-electric materials and strong magnets that are incompatible with nanotechnology. Another approach uses time-modulated systems that cannot be foreseen nanoscaled with existing technology.
Nonreciprocal photonics today is bulky.
A conceptually different pathway is required to bring nonreciprocal optics to the nanoscale, and I recently made a preliminary demonstration (Kruk et al., Nature Nanotechnology 2019 acknowledged with 2019 IUPAP Young Scientist Award). To take nonreciprocal components to the nanoscale, I propose to merge fields of nonlinear and topological photonics and I seek for an opportunity to build up on the gained momentum and to establish a dedicated research in this direction.
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.
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
33098 Paderborn
Deutschland