Projekt realizowany przez zespół prof. dr. hab. inż. Janusza Roberta Parki znalazł się wśród zwycięzców konkursu M‑ERA.NET i zostanie sfinansowany przez Narodowe Centrum Nauki (NCN). Naukowcy będą prowadzić badania nad opracowaniem i zastosowaniem nowych wielofunkcyjnych materiałów przeznaczonych dla nieliniowej fotoniki oraz urządzeniami pracującymi w dolnym zakresie promieniowania terahercowego.
W ramach konkursu M‑ERA.NET Call 2023 na międzynarodowe projekty badawcze dotyczące nauki o materiałach i inżynierii materiałowej zostanie sfinansowanych dziewięć projektów z udziałem naukowców z Polski. W konkursie zostały złożone 382 wnioski wstępne, a następnie 109 wniosków pełnych. Finansowanie w wysokości 44 mln euro otrzymały ostatecznie 43 międzynarodowe projekty badawcze angażujące 205 zespołów.
Organizatorem konkursu jest sieć M‑ERA.NET 3, której Narodowe Centrum Nauki jest członkiem. O finansowanie mogły starać się konsorcja międzynarodowe złożone z co najmniej trzech zespołów badawczych pochodzących z różnych krajów biorących udział w konkursie. Projekt będzie realizowany przez międzynarodowe konsorcjum, w którego skład wchodzą Wojskowa Akademia Techniczna (lider projektu), Politechnika Warszawska, Uniwersytet Techniczny w Rydze (Łotwa) oraz Uniwersytet w Lille (Francja). Dofinansowanie dla całego konsorcjum wynosi 818 448 euro. Nasz projekt dostał dofinansowanie w wysokości 1 362 309 zł.
Projekt ma charakter multidyscyplinarny i jest poświęcony opracowaniu oraz zastosowaniu nowych wielofunkcyjnych materiałów przeznaczonych dla nieliniowej fotoniki oraz przetworników pracujących w szerokim zakresie promieniowania terahercowego. Obejmuje podstawowe badania nowych efektów fizycznych na nieorganiczno-organicznej granicy zawierającej powierzchnię nano/mikrostrukturyzowaną, charakteryzującą się właściwościami rezonansu plazmonowego w metalicznych nanocząsteczkach o różnych rozmiarach i kształtach umieszczonych w ciekłym krysztale. Eksperymentalnie sprawdzona zostanie możliwość efektywnego sterowania wiązką fal terahercowych przez przetworniki zawierające struktury plazmoniczne.
Zaprojektowane zostaną nowe, szybkie ciekłokrystaliczne przetworniki hybrydowe do sterowania wiązką w dolnym zakresie promieniowania terahercowego szczególnie w zakresie (0,2 – 0,4 THz) umożliwiające skrócenie czasów przełączania wiązek promieniowania THz do rzędu milisekund. Ich wielofunkcyjność i integracja jest możliwa bez konieczności użycia elektroniki sterującej. Pozwala to na ewentualną redukcję kosztów wytwarzania takich elementów.
Opracowywane zagadnienia wymagają zastosowania szeregu metod badawczych, w tym obrazowania struktur powierzchniowych, osadzania i tworzenia cienkich warstw, przygotowania i badania hybrydowych komórek ciekłokrystalicznych, spektroskopii w dziedzinie czasu dla promieniowania THz, modelowania numerycznego oraz komputerowych symulacji złożonych układów nieliniowych do sterowania wiązką promieniowania THz.
Wszyscy partnerzy konsorcjum rozpoczną projekt od opracowania rozwiązania na pierwszym poziomie gotowości technologicznej (TRL 1) i będą w ciągu trzech lat dążyć do osiągnięcia poziomu czwartego (TRL 4), przyczyniając się w ten sposób do wzmocnienia doskonałości innowacyjnej europejskich ośrodków badawczych.
„Grupy badawcze realizujące projekt składają się z doświadczonych specjalistów z dziedziny materiałów, fizyki i fotoniki ciekłych kryształów, nieliniowej optyki oraz terahercowej fotoniki dysponujących nowoczesnym sprzętem niezbędnym do realizacji projektu” – tłumaczy prof. dr hab. inż. Janusz Robert Parka z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.
Projekt zakłada wymianę wyników eksperymentalnych i teoretycznych, udział we wspólnych warsztatach, upowszechnianie nowej wiedzy w formie wspólnych publikacji i prezentacji na konferencjach naukowych, a także szkolenie młodych specjalistów w tej dziedzinie.
„Wierzę, że projekt przyczyni się do znacznego poszerzenia wiedzy w zakresie nowych materiałów dla optyki oraz fotoniki terahercowej – mówi prof. Janusz Robert Parka.
Opracowane w ramach projektu materiały i przetworniki fotoniczne będą mogły zostać wykorzystane przez firmy nanotechnologiczne i mikroelektroniczne zajmujące się wytwarzaniem nowoczesnych urządzeń z dziedziny fotoniki.
oprac. Marcin Wrzos
fot. Mariusz Maciejewski