ULTRA-RAPED DETECTION AND EFFICIENT LIGHT COLLECTION IN 2D MATERIALS AND 2D OPERATIVE MATERIALS (Q3156522)
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Project Q3156522 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ULTRA-RAPED DETECTION AND EFFICIENT LIGHT COLLECTION IN 2D MATERIALS AND 2D OPERATIVE MATERIALS |
Project Q3156522 in Spain |
Statements
90,750.0 Euro
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181,500.0 Euro
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50.0 percent
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1 October 2015
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30 September 2018
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INSTITUTO DE CIENCIAS FOTONICAS
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41°17'9.96"N, 1°58'56.71"E
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08056
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EL GRAFENO, ASI COMO OTROS MATERIALES BIDIMENSIONALES, PRESENTAN VARIAS PROPIEDADES UNICAS QUE LOS HACEN SUPERIORES AL RESTO, COMO ALTA MOVILIDAD DE PORTADORES DE CARGA, ELEVADO COEFICIENTE DE ABSORCION DE LUZ, GRAN ESTABILIDAD MECANICA Y LA POSIBILIDAD DE SINTONIZAR LA DENSIDAD DE PORTADORES, ENTRE OTRAS. ADEMAS, SU NATURALEZA BIDIMENSIONAL DA LUGAR A INNUMERABLES Y NUEVOS FENOMENOS FISICOS. MEDIANTE LA FABRICACION DE HETEROESTRUCTURAS DE DIFERENTES MATERIALES 2D, LAS LLAMADAS HETEROESTRUCTURAS DE VAN DER WAALS (VDW), SE PUEDEN ADAPTAR LAS CARACTERISTICAS DEL MATERIAL A LA APLICACION DE INTERES. POR EJEMPLO, SERIA POSIBLE USAR MATERIALES MUY ABSORBENTES COMO EL WSE2, O MATERIALES CON ABSORCION DENTRO DE UNA EXTENSA BANDA DE LONGITUDES DE ONDA, O UNA COMBINACION DE ESTOS. TANTO ESTOS MATERIALES BIDIMENSIONALES COMO LAS HETEROESTRUCTURAS EXHIBEN UNAS PROPIEDADES OPTO-ELECTRONICAS MUY PROMETEDORAS, ENCONTRANDO APLICACION EN LA DETECCION DE LUZ, LA RECOLECCION DE LUZ Y EN TELECOMUNICACIONES._x000D_ _x000D_ EN ESTE PROYECTO SE ESTUDIARAN LAS CARACTERISTICAS DINAMICAS CAUSADAS POR PULSOS DE LUZ ULTRA-RAPIDOS (POR DEBAJO DE 100 FS) EN GRAFENO Y MATERIALES SIMILARES, ESPECIALMENTE EN BN, WSE2, MOS2 AND WS2 Y HETEROESTRUCTURAS VDW. EL OBJETIVO ES ENTENDER LOS FENOMENOS FISICOS PRODUCIDOS POR LA LUZ Y QUE RIGEN LA INTERACCION DE PORTADORES, LA DINAMICA DE QUASI-PARTICULAS Y LAS TRANSFERENCIAS DE CARGA Y ENERGIA. UNA VEZ ENTENDIDOS, ESTOS FENOMENOS FISICOS SE EXPLOTARAN PARA DESARROLLAR DISPOSITIVOS DE DETECCION Y RECOLECCION DE LUZ, ASI COMO PARA ESTUDIAR SU RENDIMIENTO Y POTENCIAL. PARA EVALUAR EL VERDADERO POTENCIAL DE ESTOS NUEVOS MATERIALES OPTOELECTRONICOS ES DE VITAL IMPORTANCIA INVESTIGAR CON ALTA RESOLUCION TEMPORAL LOS FENOMENOS FISICOS SUBYACIENTES, YA QUE EL RENDIMIENTO DE LOS DISPOSITIVOS DEPENDE FUERTEMENTE DE ELLOS. ESTOS FENOMENOS FISICOS COMPRENDEN EL CALENTAMIENTO DE ELECTRONES, LA TRANSFERENCIA DE CARGA Y QUASI-PARTICULAS, LOS PLASMONES Y LA PERDIDA DE ENERGIA._x000D_ _x000D_ EL ANALISIS DE ESTOS FENOMENOS ULTRA-RAPIDOS SUPONE UN RETO CASI IMPOSIBLE CON EL USO DE LAS TECNICAS DE MEDIDA ACTUALES DEBIDO A LA ESCALA TEMPORAL POR DEBAJO DE LOS 100 FS Y AL TAMAÑO MICROMETRICO DE LOS MATERIALES. SE DESARROLLARAN NOVEDOSOS MONTAJES DE LABORATORIO QUE HARAN USO DE MICROSCOPIOS Y LASERES DE ALTA RESOLUCION TEMPORAL PARA LA MEDIDA DE FOTOCORRIENTE. HABRA DOS CONFIGURACIONES, UNA CONTARA CON UN MICROSCOPIO CONFOCAL MIENTRAS QUE LA OTRA TENDRA UN MICROSCOPIO OPTICO DE CAMPO CERCANO CON RESOLUCION ESPACIAL MENOR QUE 100 NM. LA COMBINACION DE ESTOS MONTAJES JUNTO CON LA EXPERIENCIA EN FABRICACION DE DISPOSITIVOS BASADOS EN MATERIALES 2D, CREA UNA SITUACION UNICA PARA AVANZAR EN EL CONOCIMIENTO DE ESTOS MATERIALES Y EXPLOTAR TODO SU POTENCIAL._x000D_ _x000D_ EN CONCRETO, SE MEDIRA LA RESPUESTA ULTRA-RAPIDA DE DISPOSITIVOS OPTO-ELECTRONICOS DE RECOLECCION DE LUZ BASADOS EN MATERIALES 2D, Y SE MONITORIZARA LA PERDIDA DE ENERGIA Y LA TRANSFERENCIA DE CARGA, ENTRE OTROS. EL CONOCIMIENTO ADQUIRIDO PERMITIRA DESARROLLAR DISPOSITIVOS OPTO-ELECTRONICOS ESPECIFICOS ASI COMO DEMOSTRADORES DE, POR EJEMPLO, ULTRA-RAPIDOS FOTODETECTORES BASADOS EN GRAFENO. ADEMAS, SE ESTUDIARA EL REGIMEN PERTURBACIONAL DE INTERACCION COHERENTE ENTRE LUZ Y MATERIA. EN ESTE REGIMEN, LUZ DE ALTA POTENCIA MODIFICA LA ESTRUCTURA DE BANDAS DEL GRAFENO, DANDO LUGAR A UNA APERTURA DINAMICA DEL BAND-GAP. POR ULTIMO, UNA FINA CAPA DE ABSORBEDORES/EMISORES DE LUZ MEJORARA LA RESPUESTA OPTO-ELECTRONICA. (Spanish)
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GRAPHENE, AS WELL AS OTHER TWO-DIMENSIONAL MATERIALS, HAVE SEVERAL UNIQUE PROPERTIES THAT MAKE THEM SUPERIOR TO THE REST, SUCH AS HIGH MOBILITY OF LOAD CARRIERS, HIGH COEFFICIENT OF ABSORPTION OF LIGHT, GREAT MECHANICAL STABILITY AND THE POSSIBILITY OF TUNING THE DENSITY OF CARRIERS, AMONG OTHERS. MOREOVER, ITS TWO-DIMENSIONAL NATURE GIVES RISE TO COUNTLESS NEW PHYSICAL PHENOMENA. THROUGH THE MANUFACTURE OF HETEROSTRUCTURES OF DIFFERENT 2D MATERIALS, THE SO-CALLED VAN DER WAALS HETEROSTRUCTURES (VDW), THE CHARACTERISTICS OF THE MATERIAL CAN BE ADAPTED TO THE APPLICATION OF INTEREST. FOR EXAMPLE, IT WOULD BE POSSIBLE TO USE VERY ABSORBENT MATERIALS SUCH AS WSE2, OR MATERIALS WITH ABSORPTION WITHIN AN EXTENSIVE WAVELENGTH BAND, OR A COMBINATION OF THESE. Both these two-dimensional MATERIALS AS the heterostructures EXHIBEN a very promising OPTO-ELECTRONIC PROPERTY, INCLUDING APPLICATION IN THE DETECTION OF LIGHT, RECOLLECTION OF LIGHT AND TELECOMMUNICATIONS._x000D_ _x000D_ IN THIS PROJECT THE DINAMIC CHARACTERISTICS will be studied ULTRA-RAPITED LIGHT PULS (BOR DEVELOPMENT OF 100 FS) in GRAFENO AND SIMILAR MATERIALS, SPECIALLY IN BN, WSE2, MOS2 AND WS2 and VDW heterostructures. THE AIM IS TO UNDERSTAND THE PHYSICAL PHENOMENA PRODUCED BY LIGHT AND THAT GOVERN THE INTERACTION OF CARRIERS, THE DYNAMICS OF QUASI-PARTICULAE AND THE TRANSFERS OF LOAD AND ENERGY. ONCE UNDERSTOOD, THESE PHYSICAL PHENOMENA WILL BE EXPLOITED TO DEVELOP LIGHT DETECTION AND COLLECTION DEVICES, AS WELL AS TO STUDY THEIR PERFORMANCE AND POTENTIAL. TO ASSESS THE TRUE POTENTIAL OF THESE NEW OPTOELECTRONIC MATERIALS IT IS VITALLY IMPORTANT TO INVESTIGATE WITH HIGH TEMPORAL RESOLUTION THE UNDERLYING PHYSICAL PHENOMENA, AS THE PERFORMANCE OF THE DEVICES DEPENDS HEAVILY ON THEM. These PHYSTICAL PHENOMENS SUPPORT THE QUASI-PARTICULS, plasmons and loss of energy._x000D__x000D__x000D_ THE ANALISIS OF these ULTRA-RAPIED PHENOMENS SUPPORT a CASI IMPOSIBLE challenge with the use of current MEASURE TECHNICAL DEVELOPMENT OF THE TEMPORAL ESCAL BY 100 FS AND Micrometric SIZE OF MATERIALS. NOVEL LAB ASSEMBLIES WILL BE DEVELOPED THAT WILL MAKE USE OF MICROSCOPES AND HIGH-RESOLUTION LASERS FOR PHOTOCURRENT MEASUREMENT. THERE WILL BE TWO CONFIGURATIONS, ONE WILL HAVE A CONFOCAL MICROSCOPE WHILE THE OTHER WILL HAVE A CLOSE FIELD OPTIC MICROSCOPE WITH SPATIAL RESOLUTION LESS THAN 100 NM. The COMBINEMENT OF THIS MONTAJES TO THE EXPERIENCE IN THE FABRICATION OF DISPOSITIONS BASED IN 2D MATERIALS, CREATING A UNIQUE SITUATION TO ADVICE THE KNOWING OF THIS MATERIALS AND EXPLOTING ALL YOUR POTENTIAL._x000D_ _x000D_ IN CONCRECT, the ULTRA-RAPIDAY RESPONSE OF OPTO-ELECTRONIC RESPOSITIVES OF LIGHT REcollection BASED IN MATERIAL 2D will be measured, and the loss of ENERGY and cargo transfer will be monitored. THE KNOWLEDGE ACQUIRED WILL ALLOW THE DEVELOPMENT OF SPECIFIC OPTO-ELECTRONIC DEVICES AS WELL AS DEMONSTRATORS OF, FOR EXAMPLE, ULTRA-RAPTURE PHOTODETECTORS BASED ON GRAPHENE. IN ADDITION, THE DISTURBING REGIME OF COHERENT INTERACTION BETWEEN LIGHT AND MATTER WILL BE STUDIED. IN THIS REGIME, HIGH-POWER LIGHT MODIFIES THE GRAPHENE BAND STRUCTURE, RESULTING IN A DYNAMIC OPENING OF THE BAND-GAP. FINALLY, A THIN LAYER OF LIGHT ABSORBERS/EMIERS WILL IMPROVE THE OPTO-ELECTRONIC RESPONSE. (English)
12 October 2021
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Castelldefels
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Identifiers
FIS2014-59639-JIN
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