Cristalli di ossido di rame sintetizzati disposti a scandire il nome dell'università da cui ha avuto origine il metodo di produzione. Credito:KTH Royal Institute of Technology.
L'ossidazione del rame generalmente significa superfici ossidate ed elettronica corrosa. Ma il composto Cu 2 Oh, o ossido rameoso, è un materiale promettente per la fotonica quantistica, optoelettronica e tecnologie per le energie rinnovabili. Ora, un team di ricercatori ha trovato un modo per sintetizzare microcristalli di ossido di rame di alta qualità.
I ricercatori del KTH Royal Institute of Technology riferiscono di aver sviluppato un metodo di produzione scalabile per l'ossido rameoso (Cu 2 O) cristalli di dimensioni micrometriche. Coinvolto nello studio anche l'Istituto di Fisica dello Stato Solido, Università di tecnologia di Graz, Austria, e Laboratoire d'Optique Appliquée Ecole Polytechnique, Palaiseau, Francia.
"Le proprietà uniche di Cu 2 O può portare a nuovi schemi per l'elaborazione dell'informazione quantistica con la luce allo stato solido, difficili da realizzare con altri materiali, "dice Stephan Steinhauer, ricercatore nel gruppo Quantum Nano Photonics di KTH.
"Questo lavoro apre la strada all'uso diffuso di Cu 2 O nell'optoelettronica e per lo sviluppo di nuove tecnologie di dispositivi."
Per sintetizzare i cristalli, un film sottile di rame viene riscaldato ad alte temperature in condizioni di vuoto. Nel loro studio, che è stato pubblicato in Materiali di comunicazione, i ricercatori di KTH hanno adottato questo metodo e hanno identificato i parametri di crescita per ottenere Cu 2 O microcristalli con eccellente qualità del materiale ottico.
Il processo è compatibile con le tecniche standard di fabbricazione del silicio e consente la possibilità di integrazione di circuiti fotonici.
"La maggior parte degli esperimenti di ottica quantistica con questo materiale è stata eseguita con campioni geologici trovati nelle miniere, ad esempio, la miniera di Tsumeb in Namibia, " dice Steinhauer. "Il nostro metodo di sintesi è associato a una fabbricazione a bassissimo costo, adatto alla produzione di massa e non richiede gas o prodotti chimici tossici o nocivi per l'ambiente."
Dice che il lavoro pone le basi per la realizzazione di tecnologie quantistiche basate su eccitazioni Rydberg a stato solido, che sono stati quantici eccitati con numero quantico principale elevato.
Queste eccitazioni possono essere interfacciate con circuiti integrati fotonici, mirando alla generazione su chip e alla manipolazione della luce a livello di singolo fotone, lui dice. "Sfide entusiasmanti ci attendono per tradurre l'elaborazione delle informazioni quantistiche e gli schemi di rilevamento quantistico precedentemente sviluppati per gli atomi di Rydberg nell'ambiente allo stato solido di un cristallo semiconduttore su scala micrometrica o nanometrica".
