Die Miniaturisierung klassischer optischer Elemente ist von großer Bedeutung für neuartige Displays, ultra-kompakte Kameras, Sensoren, AR/VR-Elemente und vieles mehr. Das Feld der sogenannten "Meta-Oberflächen" hat hierfür neue Wege aufgezeigt und Lösungen ermöglicht. Ein wichtiger nächster Schritt ist die Implementierung von aktiven Meta-Oberflächen, die es ermöglichen, elektromagnetische Felder auf Knopfdruck im Nah- und Fernfeld zu modulieren. Eine effiziente Umsetzung dieser Vision hätte weitreichende Folgen für viele Bereiche der Physik, Elektrotechnik und Medizin. Insbesondere würden neue Möglichkeiten für die Signalverarbeitung, die Detektion sowie für optische Berechnungen entstehen.

Darüber hinaus ist die aktive Kontrolle des Nahfelds eines oder mehrerer Quantenemitter eine wichtige Forschungsrichtung, die für die Übertragung von Signalen zwischen verschiedenen Plattformen über den Raum hinweg nützlich wäre.

Unsere Forschungsgruppe untersucht verschiedene Ansätze zur Co-Integration von Elektronik und Optik in Phasenwechselmaterial basierten Plattformen. Ziel ist hierbei die Implementierung einer computergestützten rekonfigurierbaren Licht-Materie-Wechselwirkung.

Weiteres zu diesem Themengebiet:

NA Güsken, ML Brongersma, Electryfiying the Field of Metasurface Optics, Photonic Insights, Vol 3, Issue 4, C08 (November 2024). https://doi.org/10.3788/PI.2024.C08

Wang, Y., Landreman, P., Schoen, D. et al. Electrical tuning of phase-change antennas and metasurfaces. Nat. Nanotechnol. 16, 667–672 (2021). https://doi.org/10.1038/s41565-021-00882-8

Son Tung Ha et al. Optoelectronic metadevices. Science 386, eadm7442 (2024). DOI:10.1126/science.adm7442

A. Kuznetsov et al, Roadmap for Optical Metasurfaces, ACS Photonics 2024 11 (3), 816-865, DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00457

Flöry, N., Ma, P., Salamin, Y. et al. Waveguide-integrated van der Waals heterostructure photodetector at telecom wavelengths with high speed and high responsivity. Nat. Nanotechnol. 15, 118–124 (2020). https://doi.org/10.1038/s41565-019-0602-z