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

DIAGNOSTICS OF BRAIN DISEASES VIA STEM CELLS

 01 luglio 2019 - ore 14:15

 

Cnr Nanotec Lecce

 

Realizzato nell'ambito delle attività del progetto "TecnoMed Puglia - Tecnopolo per la medicina di precisione", il meeting è dedicato allo studio delle malattie neurodegenerative: dai nuovi biomarcatori alle piu recenti modellizzazioni, per una migliore comprensione dei meccanismi di base e quindi per lo sviluppo di terapie sempre più ritagliate sul singolo paziente.

EIT RawMaterials Roadshow

21 giugno 2019 ore 09:00 – 15:00

   

Lecce, Aula Fermi Edificio Aldo Romano, Campus Ekotecne, Via Lecce-Monteroni

   

Farà tappa a Lecce il prossimo 21 giugno, presso l’Aula Fermi dell’edificio IBIL all’interno del Campus Ecotekne, l’EIT RawMaterials, la piattaforma per il sostegno all’innovazione finanziata dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia (EIT).

   

L’EIT ha creato le cosiddette KIC – Knowledge Innovation Community, comunità che mirano alla promozione dell’innovazione e della formazione in Europa in settori cruciali, sostenendo l’imprenditorialità e favorendo il passaggio di nuove idee dalla fase di incubazione al mercato.

 

La EIT RawMaterials si impegna ad affrontare la sfida globale dell’approvvigionamento delle materie prime in Europa attraverso programmi e progetti che mirano allo sviluppo di tecnologia nell’intera catena di valore delle materie prime: dall’esplorazione delle risorse, all’industria mineraria, dai processi metallurgici alla sostituzione delle materie prime critiche o tossiche, dal riciclo dei materiali dei prodotti a fine vita sino alla progettazione di prodotti per l’economia circolare. Nell’ambito dei programmi di sviluppo a livello regionale, la EIT RawMaterials ha creato un Hub nella Regione Puglia coordinato da ENEA, al fine di incrementare il coinvolgimento degli ecosistemi locali nelle attività della KIC e del suo partenariato.

 

Il MedinHub avrà inoltre l’obiettivo di raggiungere nuove organizzazioni e promuovere la partecipazione delle industrie e delle PMI più innovative, nonché il coinvolgimento delle prestigiose università e centri di ricerca dell’area.

 

Link per la registrazione:

https://www.lyyti.in/EIT_RawMaterials_Roadshow__Lecce_9500

NanoInnovation 2019

Il Cnr Nanotec è tra i protagonisti di “NanoInnovation 2019", la manifestazione organizzata dall’Associazione italiana per la ricerca industriale (Airi) e dall’Associazione Nanoitaly, ospitata a Roma dall’11 al 14 giugno. Rivolta a ricercatori, imprenditori, industrie, enti di ricerca, NanoInnovation 2019 si propone come la più importante conferenza sulle nanotecnologie e le tecnologie abilitanti in Italia.

 

Il programma dettagliato dell’evento è disponibile al linkhttp://www.nanoinnovation2019.eu/

Tra i partecipanti del Cnr Nanotec:

- Clara Guido, “Non-viral gene delivery using polymeric NPs”;

- LucaLEUZZI, “Overview del progetto ATOM”;

- AlessiaCEDOLA, “La tomografia X e le sue applicazione: dai beni culturali all'industria elettronica”;

- FrancescoMATTEUCCI, “Nanodispositivi per il fotovoltaico integrato”;

- Giuseppe Valerio Bianco, “Chemical strategies to improve CVD graphene’s functionalities in technological applications”