| Название НИОКТР |
Поляритонные нанолазеры на основе двумерных дихалькогенидов и полупроводниковых нанопроводов
|
| Аннотация |
В настоящее время важным ограничением для развития нанофотоники является энергоэффективность используемых нанолазерных структур и их размеры. Проектируемые фотонные интегральные схемы, в том числе элементы фотонных процессоров классической архитектуры, нейроморфных сетей и любые иные активные компоненты схем требуют компактных источников когерентного излучения с низким порогом генерации. При этом в зависимости от задач рассматривается как электрическая, так и оптическая накачка, что в совокупности с требованием быстродействия и стабильности работы устройства сужает поиск подходящих материальных систем. Наиболее перспективными системами являются кристаллические гетероструктуры неорганических полупроводниковых материалов, сочетающие возможности получения необходимых электронных, оптических и волноводных свойств.
Предлагаемый проект направлен на исследование фундаментальных вопросов создания источников лазерного излучения на основе принципиально нового механизма бозонного усиления рассеяния экситонных поляритонов, что устраняет необходимость в инверсной заселенности и приводит к беспороговому режиму лазера. Лазерные источники обладают геометрическими размерами порядка десятых долей микрона и образованны латерально ориентированными нитевидными нанокристаллами А3В5 соединений, интегрированных на монослое дихалькогенида переходного металла, нанесенного на гладкую металлическую поверхность. Такой дизайн позволяет локализовать оптическую моду в ультратонком слое между диэлектрическим квазиодномерным нанопроводом и плазмонным металлом для достижения рекордных величин энергия связи с экситоном в двумерном кристалле дихалькогенида. Актуальность проекта определяется тем, что разработка компактных лазерных структур с волноводами и
предельно низким порогом генерации приведет к значительному прогрессу в технологии интегральных фотонных схем. Высокая энергоэффективность обосновывается нерезонансной оптической накачкой
обычными полупроводниковыми лазерами видимого диапазона при беспороговой генерации лазерного излучения на основе сильной связи в системе плазмон-экситонных поляритонов, возникающих на интерфейсах металл/квазидвумерный материал/нитевидный нанокристалл. В предлагаемой работе мы используем наш опыт в области синтеза и процессинга полупроводниковых
нитевидных нанокристаллов и квазидвумерных материалов, физики поляритонных состояний, методов обработки и диагностики оптических и материальных свойств полупроводниковых неорганических
наноструктур.
Научная новизна работы:
- Впервые будут экспериментально исследованы плазмон-экситонные поляритоны в системе квазидвумерных материалов с пространственным ограничением, задаваемым латерально ориентированными нитевидными нанокристаллами.
- Впервые будет теоретически исследована неравновесная бозе-эйнштейновская конденсация плазмон-экситонных поляритонов, в которых сильная связь фотонов с экситонами в квазидвумерном материале
обеспечена пространственно локализованными плазмонными модами на границе нитевидный нанокристалл/металл.
- Впервые будут реализованы гибридные поляритонные источники света на основе интеграции металлов, нитевидных кристаллов и двумерных дихалькогенидов переходных металлов с оптической накачкой и выводом излучения в латеральной плоскости.
- Впервые будет экспериментально исследованы нелинейные оптические эффекты в плазмон-экситонных поляритонных неравновесных конденсатах с высокой пространственной локализацией, задаваемой
геометрией материальной системы.
Решаемая в настоящем проекте проблема является актуальной, так как ее решение позволит расширить арсенал методов создания активных элементов интегральных фотонных схем с высокой
энергоэффективностью и быстродействием. Результаты этого проекта укрепят лидирующие позиции России в области создания новых технологий и устройств нанофотоники, а также теории поляритонной конденсации.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-30
|
| Номер контракта |
25-12-00135
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
535:621.373.8 535:621.375.8
|
| Количество просмотров |
4
|
| Руководитель работы |
Налитов Антон Витальевич
|
| Руководитель организации |
Баган Виталий Анатольевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-09 07:32:27 UTC, 2025-12-09 07:32:27 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
лазер; нанофотоника; плазмоника; нитевидные нанокристаллы; поляритоника; дихалькогениды переходных металлов; нанопровода
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.33.15 - Оптические квантовые генераторы и усилители (лазеры)
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'SXPDNHVIH5YFT0UF9U3X29A6'}]}
|
