| Tytuł: | Zasilane elektrycznie kompaktowe źródła pojedynczych fotonów pracujące w temperaturze pokojowej |
| Kierownik projektu: | Czesław Skierbiszewski |
| Laboratorium: | Laboratorium Epitaksji MBE (NL-14) |
| Nazwa konkursu, programu: | Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki 2021-2027 |
| Numer projektu: | FENG.02.03-IP.05-0021/24 |
| Data realizacji: | 01.04.2025 31.03.2028 |
| Podmiot realizujący: | Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk |
| Typ realizacji projektu: | Projekt realizowany wspólnie z Wydziałem Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Politechniką Łódzką |
| Przyznane środki ogółem: | 12 219 876 zł |
| Przyznane środki dla podmiotu: | 4 510 800 zł |
| Instytucja finansująca: | Fundacja na rzecz Nauki Polskiej |
Opis projektu
Projekt ma na celu opracowanie nowego typu źródła pojedynczych fotonów, działającego w temperaturze pokojowej i wzbudzanego elektrycznie, o potencjale zarówno dla zastosowań w badaniach naukowych, jak i w telekomunikacji kwantowej, w szczególności w przesyle kluczy kwantowych. Obecnie dostępne komercyjne źródła pojedynczych fotonów bazują głównie na konwersji parametrycznej. Ich ograniczeniem jest brak możliwości emisji “na żądanie”, a także relatywnie mała wydajność i konieczność stosowania zewnętrznego pobudzania laserowego, co uniemożliwia miniaturyzację i zwiększa zapotrzebowanie na energię. Proponowane w tym projekcie źródło jednofotonowe umożliwi zmniejszenie urządzenia do rozmiarów milimetrowych, dzięki uniknięciu stosowania zewnętrznych laserów pompujących lub kriostatów. Urządzenie będzie emitować pojedyncze fotony „na żądanie” i umożliwi efektywne sprzężenie z zewnętrznymi układami optycznymi. Przełomowe właściwości tego urządzenia zapewni hybrydowa struktura, w której azotkowy laser lub rezonansową diodę zintegrowano ze strukturą fotoniczną, w której umieszczona jest warstwa hBN z emiterami kwantowymi. Maksymalizacja ekstrakcji fotonów zostanie osiągnięta dzięki efektowi Purcella, który w optymalnym przypadku pozwoli na uzyskanie nierozróżnialności emitowanych fotonów. Projekt opiera się na dotychczasowych osiągnięciach i doświadczeniu zespołu, który opracował pierwsze prototypowe hybrydowe źródła pojedynczych fotonów bazujące na dichalkogenkach metali przejściowych oraz azotku boru. Zespół posiada doświadczenie w pracy z hybrydowymi strukturami diod azotkowych i eksfoliowanymi półprzewodnikami oraz zaawansowanymi metodami projektowania struktur fotonicznych. Projekt jest wsparty istniejącą własnością intelektualną, w szczególności patentem pt. „Hybrydowa dioda elektroluminescencyjna emitująca pojedyncze fotony i sposób wytwarzania hybrydowej diody elektroluminescencyjnej emitującej pojedyncze fotony” (EP4239694).