HOT-carrier METasurfaces for Advanced photonics

I portatori caldi, ovvero elettroni e lacune ad alta energia in metalli e semiconduttori fuori equilibrio, hanno recentemente suscitato un enorme interesse in fotonica e optoelettronica. Tuttavia, nonostante la vasta letteratura pubblicata nel settore, l'efficace sfruttamento dei portatori caldi nella nanofotonica rimane una sfida. La ragione principale risiede nella complessità intrinseca nei fenomeni dominati da portatori caldi alla nanoscala, che coinvolgono stati elettronici fuori equilibrio di durata estremamente breve (picosecondi) e con un intervallo energetico estremamente ampio (elettronvolt), in interazione con bagni termoelettronici e fononici. Inoltre, la nanostrutturazione comporta un'elevata sensibilità della velocità di fotogenerazione alla configurazione geometrica specifica nel nanomateriale. Queste sfide hanno finora impedito un'analisi modellistica completa e sistematica dei dispositivi nanofotonici basati sui portatori caldi, richiedendo un approccio progettuale altamente multidisciplinare che risulta ancora mancante.

Il progetto HOTMETA mira a colmare questa lacuna esplorando una frontiera all'intersezione tra elettromagnetismo alla nanoscala, fisica dei portatori caldi e fabbricazione di metamateriali.