La fotonica ha rivoluzionato molte innovazioni tecnologiche e la comunicazione dei dati grazie alla fibra ottica. Ad oggi però l'elaborazione dei dati e il calcolo sono ancora eseguiti dall'elettronica attraverso una conversione ottico-elettrica che richiede molta energia. Per superare queste limitazioni ed espandere la funzionalità della fotonica dalle operazioni lineari a quelle non lineari, sono necessari nuovi materiali integrabili che consentano l'elaborazione di segnali interamente ottici a bassa intensità. Attualmente mancano materiali con grande non linearità del terzo ordine, alta velocità e facile processabilità e integrazione in strutture 2D e 3D. In questo scenario, 3DnanoGiant svilupperà nuovi materiali fotonici non lineari che possono essere integrati in piattaforme funzionali eterogenee o chiplet. A tal fine, sfrutterò la gigantesca non linearità ottica dei cristalli liquidi (dieci ordini di grandezza più grande di quella del silicio), per nuove formulazioni e strategie litografiche con cui i cristalli liquidi saranno confinati in una rete polimerica stampabile. La loro nanostrutturazione 3D consentirà la produzione di dispositivi fotonici ibridi non lineari multidimensionali: da porte logiche 2D completamente ottiche e funzioni di attivazione non lineari ultraveloci a cristalli fotonici 3D auto-oscillanti. Parallelamente, verrà studiata una nuova tecnologia di stampa 3D(+1) bottom-up non supervisionata. Gli obiettivi di 3DnanoGiant ridefiniranno lo stato dell'arte della fotonica non lineare integrata con soluzioni pratiche e versatili. L'INRiM ospita il progetto 3DnanoGiant e vedrà la collaborazione con il Laboratorio Europeo di Spettroscopie Nonlineari (terza parte) e l'università di Firenze (affiliated Entity).

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