Realizing robust superfluorescence from nanocrystal superlattices
从纳米晶体超晶格实现强大的超荧光
基本信息
- 批准号:1952841
- 负责人:
- 金额:$ 50.09万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-07-01 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In the project entitled “Realizing robust superfluorescence from nanocrystal superlattices”, the emission from semiconductor nanocrystals assembled in a regular fashion, akin to the arrangement of atoms in a crystal, will be investigated. Such assembled nanocrystals are thought to exhibit synchronized emission. Perhaps the best way to think of this phenomenon in everyday life is if everyone broke into applause at the end of a concert at exactly the same time, as if on cue. Such synchronized emission represents a potential source of high brightness photons for the emerging field of quantum information science. Yet despite this potential, very little is currently understood about the phenomenon. The work will therefore conduct concerted experimental and theoretical studies with the aim of seeing whether it can be made robust and observable at room temperature. In the broader impacts part of the project, low cost, portable microscopes, capable of single particle imaging, will be developed for local community educators. Up to five microscopes will be built and, through collaboration with Notre Dame’s Energy Center, local educators will be trained to use and demonstrate these microscopes to their students.The production of advanced, non-classical light sources is key to realizing eventual applications of quantum information science. Single molecules, cold atoms, color centers, nanostructures, and quantum dots have all been explored as sources of deterministic photons. New quantum communications protocols, however, require even higher brightness sources of entangled photons. On-demand, superfluorescent photons offer a potential solution. This project will investigate recently reported superfluorescence in solid state superlattices of CsPbBr3 nanocrystals using concerted theoretical and experimental studies. This first entails developing a microscopic model to describe nanocrystal superfluorescence. Accompanying experimental studies will focus on establishing the emergence of nanocrystal superlattice superfluorescence through control of superlattice size and shape. These studies also involve conducting spatially- and temporally-resolved (fs-ps timescale) emission microscopy and spectroscopy measurements on individual nanocrystal superlattices to learn more about superfluorescence dynamics and the influence superlattice electronic/structural disorder has on its robustness. The ultimate goal of these studies is to realize robust, room temperature superfluorescence.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在题为“从纳米晶体超晶格中实现强大的超荧光”的项目中,将研究以规则方式组装的半导体纳米晶体的发射,类似于晶体中原子的排列。 这种组装的纳米晶体被认为表现出同步发射。 也许在日常生活中思考这种现象的最好方法是,如果每个人都在音乐会结束时在同一时间爆发出掌声,就像在暗示一样。 这种同步发射代表了新兴的量子信息科学领域的高亮度光子的潜在来源。 然而,尽管有这种潜力,目前对这种现象的了解很少。 因此,这项工作将进行协调一致的实验和理论研究,目的是看看它是否可以在室温下稳定和可观察。 在该项目的更广泛影响部分,将为当地社区教育工作者开发能够进行单粒子成像的低成本便携式显微镜。 通过与Notre Dame能源中心的合作,将建造多达5台显微镜,并培训当地教育工作者使用这些显微镜,并向学生演示。先进的非经典光源的生产是实现量子信息科学最终应用的关键。 单分子、冷原子、色心、纳米结构和量子点都被探索为确定性光子的来源。 然而,新的量子通信协议需要更高亮度的纠缠光子源。 按需,超荧光光子提供了一个潜在的解决方案。 本计画将利用一致的理论与实验研究,探讨最近报导的CsPbBr 3奈米晶体固态超晶格的超萤光现象。 这首先需要开发一个微观模型来描述超荧光。 伴随的实验研究将集中在通过控制超晶格的尺寸和形状来建立超晶格超荧光的出现。 这些研究还涉及对单个超晶格进行空间和时间分辨(fs-ps时间尺度)发射显微镜和光谱测量,以了解更多关于超荧光动力学和超晶格电子/结构无序对其鲁棒性的影响。 这些研究的最终目标是实现强大的室温超荧光。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhanced robustness and dimensional crossover of superradiance in cuboidal nanocrystal superlattices
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- 发表时间:2022-09
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Sushrut Ghonge;David Engel;F. Mattiotti;G. Celardo;M. Kuno;B. Jank'o
- 通讯作者:Sushrut Ghonge;David Engel;F. Mattiotti;G. Celardo;M. Kuno;B. Jank'o
Vortex ordering and dynamics on Santa Fe artificial ice pinning arrays
- DOI:10.1063/5.0045584
- 发表时间:2021-01
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Wenzhao Li;C. Reichhardt;B. Jankó;C. Reichhardt
- 通讯作者:Wenzhao Li;C. Reichhardt;B. Jankó;C. Reichhardt
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- 发表时间:2022-12-21
- 期刊:
- 影响因子:4.5
- 作者:Kniazev,Kirill;Guo,Tianle;Smith,Bradley
- 通讯作者:Smith,Bradley
Thermal Decoherence of Superradiance in Lead Halide Perovskite Nanocrystal Superlattices
- DOI:10.1021/acs.nanolett.0c02784
- 发表时间:2020-10-14
- 期刊:
- 影响因子:10.8
- 作者:Mattiotti, Francesco;Kuno, Masaru;Luca Celardo, G.
- 通讯作者:Luca Celardo, G.
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