Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The goal of the Project is to demonstrate a powerful new platform for electromagnetic wave sensing at elevated temperatures based on two-dimensional (2D) quantum materials and heterostructures. Two types of sensing devices will be developed with the remarkable characteristics of extremely broadband spectral range (from the microwave and terahertz regimes to the ultraviolet) OR single-photon sensitivity in tailored spectral windows across the infrared and visible. Broadband sensing shall be achieved by using a combination of 2D semiconductors and non-centrosymmetric materials to capture decades of light energy in cascaded fashion. Single-photon sensing shall be achieved using either 2D semiconductors or “nanowires” of the high-temperature 2D superconductor BSCCO. Importantly, all the devices shall be optimized to operate at elevated temperatures (either at room temperature or above the liquid nitrogen temperature).

L’objectif du projet est de mettre en œuvre une nouvelle plateforme performante destinée à la détection d’ondes électromagnétiques à des températures élevées, basée sur des matériaux quantiques bidimensionnels (2D) et des hétérostructures. Deux types de dispositifs de détection seront mis au point, présentant soit des caractéristiques remarquables de gamme spectrale extrêmement large (allant des micro-ondes et des térahertz à l’ultraviolet), soit une sensibilité au photon unique dans des fenêtres spectrales sur mesure couvrant l’infrarouge et le visible. La détection à large bande sera réalisée en combinant des semi-conducteurs 2D et des matériaux non centrosymétriques afin de capter des ordres de grandeur d’énergie lumineuse en cascade. La détection de photons individuels sera réalisée à l’aide soit de semi-conducteurs 2D, soit de « nanofils » du supraconducteur 2D à haute température BSCCO. Il est important de noter que tous les dispositifs seront optimisés pour fonctionner à des températures élevées (soit à température ambiante, soit au-dessus de la température de l’azote liquide).

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.