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

Technology Trasfer in Nanotechnology

Technology Transfer in Nanotechnology: Challenges and Opportunity

Lecce, 18/19 ottobre 2018

CNR NANOTEC c/o Campus Ecotekne

JRC in collaboration with the National Research Council (Cnr) is organising a workshop on Technology Transfer in Nanotechnology,

which will take place in CNR Nanotec (Lecce, Italy) on 18 and 19 October. This workshop is organised in the framework of the TTO-CIRCLE initiatives.   The aim of this event is to explore how technology transfer activities can be used as a mechanism to help EU industry, particularly Start-ups and SMEs, and Government in deploying and adopting Nano-technology. Practical examples will be presented to illustrate the potential of technology transfer in this area.   The workshop will gather technology providers, industry executives, technology transfer officers, policy makers and financial intermediaries to share experiences and lessons learned. One of the key objectives is to discuss policy implications at all levels that could help accelerating the adoption of Nanotechnology by the European manufacturing industry. More informations: https://ec.europa.eu/jrc/communities/community/european-tto-circle/event/technology-transfer-nanotechnology Download Locandina

Nanotechnology Transfer Day

26 Luglio 2018 - Lecce

CNR NANOTEC c/o Campus Ecotekne Siglato l’accordo lo scorso maggio tra CNR NANOTEC e Pairstech Capital Management, ha preso il via la collaborazione con PhD TT per la valutazione della ricerca

E’partita la collaborazione con PhD TT per la valorizzazione della ricerca sulla base dell’accordo siglato lo scorso Maggio tra CNR NANOTEC e Pairstech Capital Management, società di gestione patrimoniale che fornisce agli investitori istituzionali e privati un insieme di veicoli di investimento, al fine di valorizzare i risultati della ricerca svolta all'interno dell'Istituto.

Giovedì 19 Luglio dalle ore 11 alle ore 14 nella sede del CNR Nanotec di Lecce si è tenuto un incontro sul trasferimento tecnologico nel settore delle nanotecnologie applicate al settore biomedicale.

L’evento è stato organizzato dall’ufficio di Trasferimento Tecnologico del CNR Nanotec che ha inaugurato con questa giornata un ciclo di eventi mirato a presentare agli attori dell’ecosistema dell’innovazione nel settore delle nanotecnologie i vari modelli e alcune best practice di trasferimento tecnologico. In questa prima giornata il dott. Heber Verri e la dott.ssa Paola Urbani hanno presentato il nuovo modello di trasferimento tecnologico PhD TTãIndex Model.

PhD TT è una realtà italiana completamente indipendente specializzata in trasferimento tecnologico, è un acceleratore organizzato per il Go to Venture Practice, orientata al mondo delle Lifes Sciences.

PhD TT ha sviluppato un nuovo modello di trasferimento tecnologico: il PhD TT©INDEX MODEL dedicato alla generazione di valore dell'innovazione, focalizzato alla riduzione dei rischi delle opportunità di investimento a sostegno della ricerca.

I ricercatori intervengono attivamente nell'analisi iniziale di fattibilità e nella costituzione della futura società (start-up), con l'obiettivo di attrarre capitale di rischio utile a sostenere la fase del trasferimento tecnologico nella visione della "Research for go-to-market".

Il modello PhD TT nasce da un bisogno del mercato, quello di far dialogare due mondi estremamente diversi tra loro: il mondo della ricerca e il mondo degli investimenti.

PhD TT supporta tutte le attività in collaborazione con il TTO - CNR Nanotec con un team di lavoro esperto e grazie a un comitato scientifico-economico qualificato.

In occasione dell'evento del 19/7 u.s. al CNR Nanotec di Lecce, PHD TT ha presentato il proprio track record, dove si sono potuti valutare in dettaglio i casi di successo di intervento del PhD TT©INDEX MODEL.

  Comunicato Stampa Photo Gallery

Disordered serendipity: a glassy path to discovery

A workshop in honour of Giorgio Parisi’s 70th birthday

September 19-21, 2018 - Roma

Sapienza University

With the occasion of celebrating Giorgio Parisi 70th birthday, the conference "Disordered serendipity: a glassy path to discovery" brings to Rome many among the world-leading experts in the field of complex systems. In order to properly represent the many fields of research where Giorgio Parisi gave a relevant contribution in his studies of disordered systems, the conference covers a broad spectrum of topics: from  fundamental and rigorous analysis of the statistical mechanics of disorder systems to applications in biology and computer science. These subjects are deeply interconnected since they are characterized by the presence of glassy behavior.

 

https://sites.google.com/site/disorderedserendipity/