Spatiotemporal Control of Polarized Light Emission
- Reference number
- IS24-0005
- Project leader
- Pullerits, Tönu
- Start and end dates
- 241101-271231
- Amount granted
- 4 900 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
We employ nanomaterial assembly, 3D printing, and/or electric field alignment to achieve precise spatiotemporal control of polarized light emission. We target extremely high degree of polarization for both linearly and circularly polarized luminescence. For this, we will construct an integrated device consisting of nanorods with quantum confinement as linearly polarized light emitters and ultrathin inorganic nanowires as birefringent quarter-wave plate to convert between linear and circular polarization. Based on these devices, we will explore applications in visible light communication and encrypted displays. Additionally, we will investigate sub-micrometer scale spatiotemporal control of circularly polarized emission from plasmonic chiral gold nanoparticles and semiconductor quantum dots/rods assemblies. In such hybrid systems, strong light-matter interaction occurs, leading to collective states of plasmons of the metal and excitons of the semiconductor. This can result in a completely new type of intense, collective, coherent circularly polarized emission. We will investigate the ultrafast dynamics, polarization properties, and coherence of such helical superluminescence. Furthermore, we will explore potential applications of these nanohybrids and their circularly polarized emission in communication, information encryption, and bioimaging. The outcome is a new technology for significantly improved spatial and temporal resolution of displays with full polarization control.
Popular science description
Ljusare, Snabbare och Skarpare Skärmar: Framtiden för Skärmteknologi I strävan efter förbättrad skärmteknologi dyker forskare in i nanoskalan för att uppnå oöverträffade nivåer av ljusstyrka, effektivitet, hastighet och upplösning. Denna banbrytande forskning använder nanomaterialsmontering, 3D-printing och elektrisk fältjustering för att exakt kontrollera polariserad ljusemission. Målet är ambitiöst: att uppnå en extremt hög grad av polarisation för både linjärt och cirkulärt polariserad luminescens. För att förverkliga denna vision utvecklas en innovativ integrerad enhet. Denna enhet har nanorör med kvantbegränsning som linjärt polariserade ljusemittrar och ultratunna oorganiska nanotrådar som birefringent kvartsvågsplatta. Dessa nanotrådar har förmågan att omvandla ljus mellan linjär och cirkulär polarisation, ett avgörande steg för att uppnå önskade polarisationsnivåer. Med dessa avancerade enheter utforskar forskare praktiska tillämpningar inom synlig ljuskommunikation och krypterade skärmar. Synlig ljuskommunikation använder ljus för att överföra data och kan potentiellt erbjuda snabbare och säkrare kommunikation än nuvarande trådlösa teknologier. Den höga ljusstyrkan och snabba svarstiderna hos dessa skärmar kan revolutionera hur vi interagerar med visuell information, från vardagliga enheter till specialiserade tillämpningar som medicinsk avbildning. Vidare undersöker forskningen submikrometer-skala spatial och temporal kontroll av cirkulärt polariserad emission. Detta innebär att studera interaktionen mellan ljus och materia i hybridssystem, där plasmoner av metallen och excitoner av halvledaren interagerar kraftigt. Denna interaktion kan leda till en helt ny typ av intensiv, kollektiv, samordnad cirkulärt polariserad emission, känd som spiralformad superljusstyrning. Sammanfattningsvis banar denna banbrytande forskning väg för en ny era inom skärmtillverkning. Resultatet lovar skärmar med betydligt förbättrad spatial och temporal upplösning, erbjuder full polarisationskontroll och sätter nya standarder för ljusstyrka, hastighet och skärpa. Framtiden för skärmtillverkning är inte bara ljusare och skarpare utan också mycket närmare än vi kanske tror.