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PLEC2022-009381

Financiado

Integración a gran escala de dispositivos optoelectrónicos 2D en plataformas fot...

Integración a gran escala de dispositivos optoelectrónicos 2D en plataformas fotónicas PIC estándar (WOW-2D) La necesidad de dispositivos optoelectrónicos económicos pero altamente eficientes está impulsando la búsqueda de una nueva generación de semiconductores que tengan una alta absorbancia en el espectro visible, un amplio rango de o... ver más

01/01/2022

UGR

123K€

Presupuesto del proyecto: 123K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD DE GRANADA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 5507

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2022-01-01

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Participantes

UGR

Lider

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Líder del proyecto

UNIVERSIDAD DE GRANADA

Total investigadores 5507

Presupuesto del proyecto 123K€

Descripción del proyecto La necesidad de dispositivos optoelectrónicos económicos pero altamente eficientes está impulsando la búsqueda de una nueva generación de semiconductores que tengan una alta absorbancia en el espectro visible, un amplio rango de operación de longitud de onda, sean transparentes y flexibles aunque con una fuerte interacción luz-materia, y sean fáciles procesar. La fabricación de estos dispositivos a gran escala implica preocupaciones a nivel tecnológico, económico, ecológico, social y político. El advenimiento de los materiales bidimensionales (2D) comenzó con el grafeno, una capa monoatómica con propiedades optoelectrónicas y de transporte excepcionales. Posteriormente, el descubrimiento de los dicalcogenuros de metales de transición (TMDs) ha generado una gran expectativa ya que estos materiales cumplen con todos estos requisitos. Los 2D-TMD exhiben bandas prohibidas directas, altos coeficientes de absorción y altos valores de movilidad de portadores, lo que los convierte en candidatos prometedores para aplicaciones optoelectrónicas. El confinamiento cuántico fuera del plano responsable de la banda prohibida directa en la monocapa también permite la modulación de la banda prohibida en función del número de capas. Además, las combinaciones de estos materiales 2D dan lugar a una gran cantidad de fenómenos que no se pueden implementar con los semiconductores tridimensionales convencionales, como la emisión directa de luz polarizada y una banda de emisión estrecha debido al efecto de los excitones, o la emisión de un solo fotón a temperatura ambiente.WoW-2D tiene como objetivo la integración industrial de dispositivos optoelectrónicos de materiales 2D fabricados a escala de oblea, usando plataformas estándar de Circuitos Integrados Fotónicos (PIC) que hoy en día están en el mercado, y donde España tiene una fuerte presencia en el ámbito internacional. Así, el objetivo principal de la propuesta es doble: i) en primer lugar, desarrollar dispositivos optoelectrónicos (tanto fotodetectores como fuentes de luz y moduladores) a nivel de oblea utilizando heteroestructuras de materiales 2D y ii) la integración de estos dispositivos sobre una estructura fotónica integrada fabricada utilizando una plataforma PIC basada en nitruro de silicio (SiN). La cointegración de los PIC y los materiales 2D a escala de oblea permitirá la explotación industrial de una nueva generación de dispositivos optoelectrónicos, como biosensores sin etiquetas de muy pequeño tamaño, recolectores de energía, dispositivos cuánticos a temperatura ambiente para computación, comunicación y detección, y abre la puerta a las comunicaciones ópticas intra-chip.La propuesta WoW-2D es una iniciativa colaborativa público-privada que involucra a los principales actores en torno a los materiales 2D y PICs en España. Por un lado, Graphenea es la única empresa en España que procesa grafeno monocapa (incluyendo crecimiento, transferencia, diseño de circuitos y fabricación) a nivel de oblea. Graphenea trabajará estrechamente con la Universidad de Granada con una larga trayectoria en la síntesis y caracterización de materiales 2D. Por otro lado, IMB-CNM (CSIC) es uno de los nodos de referencia en Europa para la fabricación y diseño de PICs de nitruro de silicio (SiN). Junto con el Grupo de Fotónica Aplicada de la UPM diseñarán las estructuras fotónicas y caracterizarán ópticamente las heteroestructuras 2D fabricadas conjuntamente por la UGR y Graphenea. La caracterización de los TMDs será coordinada por el ICMM-CSIC donde se analizará la naturaleza y la calidad de las estructuras crecidas mediante métodos estructurales, de imagen y espectroscópicos. En resumen, este consorcio multidisciplinario de entidades públicas y privadas abarca toda la cadena de valor (desde la concepción, optimización, demostración y validación del dispositivo hasta la fabricación) en caso de que la tecnología quisiera comercializarse y llegar al mercado.

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