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Una nuova frontiera per la rivelazione della luce in nanofili di semiconduttore

20/11/2020

La punta del microscopio a campo prossimo stimola il nanofilo di materiale semiconduttore
La punta del microscopio a campo prossimo stimola il nanofilo di materiale semiconduttore

La messa a punto  di una tecnica di nanoscopia ottica a campo prossimo permette di comprendere i meccanismi fisici alla base della rivelazione della luce all’interno di nanofili a semiconduttore. Grazie a tale metodo è stato possibile osservare con estrema precisione un fenomeno difficile da valutare con normali tecniche elettriche e ottiche. La ricerca pubblicata su Nature 'Light: Science & Application' è stata condotta dal ricercatori dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano) di Pisa, guidati da Miriam Serena Vitiello, in collaborazione con il laboratorio NEST della Scuola normale superiore (Sns).

La tecnica innovativa è basata sulla messa a punto di un microscopio ottico con emissione di luce a frequenze Terahnanoertz (THz) e risoluzione nanometrica (un nanometro è pari a un miliardesimo di metro). Il team ha progettato una configurazione compatta che consente di evitare l’uso di rivelatori esterni e tuttavia di osservare con precisione i processi foto-indotti nella rivelazione della luce in nanostrutture di semiconduttore. “Il nostro approccio è sofisticato e fornisce una strada per lo sviluppo di nanorivelatori operanti a frequenze Terahertz, con alte efficienze quantiche, basse correnti spurie e alte velocità”, commenta Vitiello di Cnr-Nano .

I nanofili semiconduttori sono nanostrutture potenzialmente ideali per realizzare rilevatori nelle frequenze Terahertz (situate tra l'infrarosso e le microonde) a temperatura ambiente, utilizzabili in un gran numero di applicazioni nell'ottica quantistica e nella nanotecnologia, che spaziano dalla nanomedicina, alla sicurezza, al monitoraggio ambientale, fino alle comunicazioni ultraveloci. "Le tecniche finora utilizzate per studiare il meccanismo primario con cui viene rivelata la luce all'interno di nanofili semiconduttori presentavano limiti intrinseci di sensibilità e di precisione" spiega Vitiello. L'approccio dei ricercatori di Cnr-Nano "permette di ottenere un'immagine in tempo-reale della rivelazione della luce nei nanofili di semiconduttore, mappando la corrente foto-indotta con una risoluzione spaziale nanometrica. Un risultato che apre nuove strade nella nanotecnologia, nella metrologia e nell'ottica quantistica".

Ufficio stampa:
Maddalena Scandola
CNR - Istituto Nanoscienze
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3470778836

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