Polaritonics

The aim of this line is to fabricate new structures and explore new materials for the study of polariton quantum flow dynamics and their use for optical devices, switches, transistors and logical gates. Inorganic semiconductors are characterized by high quality factors and nonlinearities, while organic materials support tightly bound excitons and can achieve highly processability and nonlinear effects, making them promising for future realization of all-optical or electro-optical devices. When coupled to distributed bragg reflectors mirrors, they can exhibit regimes of ultrastrong coupling and long-range propagation. The aim of this line is the development of all-optical and electro-optical  devices  working at room temperature based on polariton physics. These include polariton laser, polariton logic circuits, self-interfering packet, polariton bloch-surface wave, CNOT gate, fast switches, active waveguide. Oxide-based DBR are built in-home, as well as the evaporation of the active material and the optical measurements. In particular for evanescent modes we have developed a dedicated set-up with leakage microscope, energy resolution and ultrafast time-resolution. The understanding of the fundamental classic and quantum regimes of strong coupling of light and matter, extend the possibility to implement such phenomena in future devices for all-optical logic as the polariton transistor.

Highlights

On the application side, we report as one of the topmost intriguing applications realizable with polaritonics packets, the realization of an all-optical polariton transistor.

We report the first Polariton Bloch Surface Wave based on the total reflection surface, which offers a fundamental mirror with ultimate 100% reflection hence being able to achieve the strong-coupling regime and leaving the surface free for patterning and operation.

We also achieved the realization and characterization of the ultrastrong coupling regime in metal-organic microcavity.

Facilities & Lab

Photonics Lab @ Lecce

People

Marco MazzeoMarco

Mazzeo

Associate Researcher

milen_degiorgi

Milena

De Giorgi

CNR Technologist

SalvatoreGambinoSalvatore

Gambino

Associate Researcher

lorenzo_dominiciLorenzo

Dominici

CNR PostDoc

daniele_sanvittoDaniele

Sanvitto

CNR Senior Researcher

Armando_GencoArmando

Genco

Associate PostDoc

Publications

  1. G. Lerario, D. Ballarini, A. Fieramosca, A. Cannavale, A. Genco, F. Mangione, S. Gambino, L. Dominici, M. De Giorgi, G. Gigli, D. Sanvitto, High speed flow of interacting organic polaritons, Light Science & Applications, 6, e16212, (2017), ISSN: 2047-7538; doi: 10.1038/lsa.2016.212
  2. D. Sanvitto, S. Kéna-Cohen, The road towards polaritonic devices, Nature Materials, 15, 1061-1073, (2016), ISSN: 1476-1122; doi: 10.1038/nmat4668
  3. D. Ballarini, M. De Giorgi, S. Gambino, G. Lerario, M. Mazzeo, A. Genco, G. Accorsi, C. Giansante, S. Colella, S. D’Agostino, P. Cazzato, D. Sanvitto, G. Gigli, Polariton-Induced Enhanced Emission from an Organic Dye under the Strong Coupling Regime, Advanced Optical Materials, 2, 1076, (2014), ISSN: 2195-1071; doi: 10.1002/adom.201400226
  4. M. De Giorgi, D. Ballarini, P. Cazzato, G. Deligeorgis, S. I. Tsintzos, Z. Hatzopoulos, P. G. Savvidis, G. Gigli, F. P. Laussy, D. Sanvitto,Relaxation Oscillations in the Formation of a Polariton Condensate, Physical Review Letters, 112, 113602, (2014), ISSN: 0031-9007; doi: 10.1103/PhysRevLett.112.113602
  5. D. Ballarini, M. De Giorgi, E. Cancellieri, R. Houdré, E. Giacobino, R. Cingolani, A. Bramati, G. Gigli, D. Sanvitto, All-optical polariton transistor, Nature Communications, 4, 1778, (2013), ISSN: 2041-1723; doi: 10.1038/ncomms2734
  6. G. Lerario, A. Cannavale, D. Ballarini, L. Dominici, M. De Giorgi, M. Liscidini, D. Gerace, D. Sanvitto, G. Gigli, Room temperature Bloch surface wave polaritonsOptics Letters, 39, 2068, (2014), ISSN: 0146-9592; doi: 10.1364/OL.39.002068
  7. S. Gambino, M. Mazzeo, A. Genco, O. Di Stefano, S. Savasta, S. Patanè, D. Ballarini, F. Mangione, G. Lerario, D. Sanvitto, G. Gigli, Exploring Light–Matter Interaction Phenomena under Ultrastrong Coupling Regime, ACS Photonics 1, 1042, (2014), ISSN: 2330-4022; doi: 10.1021/ph500266d
  8. M. Mazzeo, A. Genco, S. Gambino, D. Ballarini, F. Mangione, O. Di Stefano, S. Patanè, S. Savasta, D. Sanvitto, G. Gigli, Ultrastrong light-matter coupling in electrically doped microcavity organic light emitting diodes, Applied Physics Letters, 104, 233303, (2014), ISSN: 0003-6951; doi: 10.1063/1.4882422
  9. M. De Giorgi, D. Ballarini, E. Cancellieri, F. M. Marchetti, M. H. Szymanska, C. Tejedor, R. Cingolani, E. Giacobino, A. Bramati, G. Gigli, D. Sanvitto Control and Ultrafast Dynamics of a Two-Fluid Polariton Switch, Physical Review Letters, 109, 266407, (2012), ISSN: 0031-9007; doi: 10.1103/PhysRevLett.109.266407

Project

POLAFLOW: Polariton condensates: from fundamental physics to quantum based devicesStarting Grant ,FP7 – IDEAS – ERC-2012-StG, panel PE2 (2012-2017)

Latest News

Jam session Nanotec... note di scienza su scala nanometrica

Lecce, 27 settembre 2019 - ex monastero degli Olivetani "CAR-T: l'alba di una nuova era"  con: Attilio Guarini (IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari)  introduce e modera: Marco Ferrazzoli (Ufficio Stampa CNR Roma) a cura di: Gabriella Zammillo 

Le CAR-T (Chimeric Antigens Receptor Cells-T) sono cellule modificate in laboratorio a partire dai linfociti T. Rappresentano una nuova strategia di cura che sfrutta il sistema immunitario per combattere alcuni tipi di tumore come linfomi aggressivi a grandi cellule e leucemie linfoblastiche acute a cellule B. Il prof Attilio Guarini, ematologo all’Istituto tumori Giovanni Paolo II di Bari, le definisce la “vis sanatrix naturae della antica medicina salernitana”, trattandosi del potenziamento dell’attività citotossica dei linfociti del paziente opportunamente ingegnerizzati per riconoscere e contrastare alcuni tipi di cellule tumorali.

 

Le CAR-T possono quindi essere definite un “farmaco vivente” proprio perché prodotto a partire dalle cellule dello stesso paziente aprendo così ad un nuovo mondo, considerato che i farmaci convenzionali sono prodotti da sostanze chimiche o, in alternativa, sono anticorpi prodotti in laboratorio dai biologi. Un trattamento estremamente complesso e costoso, non sempre applicabile, ma laddove possibile, dai risultati incoraggianti per le aspettative di vita. Lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di CAR-T è parte integrante delle attività di ricerca condotte dal TecnoMed Puglia, il TecnoPolo per la Medicina di Precisione, coordinato da Giuseppe Gigli direttore del Cnr Nanotec di Lecce, e che nel suo nucleo fondatore vede anche l’IRCCS Istituto Tumori “Giovanni Paolo II” di Bari, il Centro di malattie neurodegenerative e dell’invecchiamento cerebrale dell’Università di Bari con sede presso l’Ospedale " G. Panico" di Tricase e la Regione Puglia.

 

L'evento apre la nuova stagione della rassegna divulgativa "Jam session Nanotec: note di scienza su scala nanometrica", un progetto Cnr Nanotec di Gabriella Zammillo, realizzato in collaborazione con Liberrima.

A condurre e moderare la serata, Marco Ferrazzoli, capo ufficio stampa dal CNR. Puoi scaricare la locandina da qui

Notte dei Ricercatori

Lecce, 27 settembre 2019

 

ex monastero degli Olivetani, ore 18:00 - 24:00

 
 Ritorna puntuale la Notte dei Ricercatori, l’evento più atteso dai tanti appassionati di scienza, ghiotti di conoscenza senza distinzione di età. E sempre più densa di contenuti è la partecipazione del @CnrNanotec che, per l’edizione 2019,  ha reso ancora più appetibile il calendario degli appuntamenti programmati all’interno del progetto europeo #ERN-Apulia  coordinato da Unisalento, tracciando un ideale tour tra gli intriganti campi del sapere che si dipana attraverso narrazioni, illustrazioni, laboratori hand-on, dibattiti, giochi per grandi e piccini e rappresentazioni teatrali. Clicca qui per il programma completo delle attività di Nanotec.   Per l'evento completo apri il link: www.laricercaviendinotte.it  
 

WELFARE E PARI OPPORTUNITA'

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September 14-22, 2019

 

Science coffee. Tre scienziate si raccontano: Luisa Torsi, Loretta L del Mercato, Eva Degl'Innocenti Bari - Fiera del Levante, 20 settembre 2019 - 17.30

Luisa Torsi, chimica, docente all’Università degli Studi di Bari e alla ABO Akademi University in Finlandia, tra le protagoniste della mostra della Fondazione Bracco . Loretta L del Mercato, biotecnologa - Ricercatrice CNR Nanotec. Esperta nell’uso delle nanotecnologie applicate in campo biomedico. Attualmente la ricerca si concentra sullo sviluppo di modelli cellulari di tumore del pancreas che consentano di testare l'efficacia di diverse terapie anticancro. Coordina il progetto ERC-StG “INTERCELLMED” finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (Erc). Eva Degl'Innocenti, Direttrice MARTA di Taranto [/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]