I nanofisici danesi hanno sviluppato un nuovo metodo per fabbricare la pietra angolare della ricerca sulle nanotecnologie:i nanofili. La scoperta ha un grande potenziale per lo sviluppo della nanoelettronica e delle celle solari altamente efficienti.

È il dottorando Peter Krogstrup, Centro di nanoscienza, l'Istituto Niels Bohr dell'Università di Copenaghen, che ha sviluppato il metodo durante la sua tesi.

"Abbiamo cambiato la ricetta per la produzione di nanofili. Ciò significa che possiamo produrre nanofili che contengono due diversi semiconduttori, vale a dire arseniuro di indio gallio e arseniuro di indio. È una grande svolta, perché per la prima volta su scala nanometrica, possiamo unire le buone caratteristiche dei due materiali, guadagnando così nuove possibilità per l'elettronica del futuro, " spiega Peter Krogstrup.

Possiamo catturare più luce del sole

Oggi solo l'1% circa dell'elettricità mondiale proviene dall'energia solare. Questo perché è difficile convertire l'energia solare in elettricità. È un grande vantaggio per i ricercatori essere in grado di combinare diversi semiconduttori nello stesso nanofilo.

"Diversi materiali catturano l'energia del sole in aree di assorbimento diverse e piuttosto specifiche. Quando produciamo nanofili di arseniuro di gallio indio e arseniuro di indio, che hanno ciascuno la propria area di assorbimento, possono catturare collettivamente energia da un'area molto più ampia. Possiamo quindi utilizzare più energia solare, se produciamo nanofili dai due superconduttori e li usiamo per le celle solari, " spiega Peter Krogstrup

I nanofili di arseniuro di gallio indio e arseniuro di indio hanno anche un grande potenziale nella nanoelettronica. Loro possono, Per esempio, essere utilizzato nei nuovi display OLED e LED. Ma richiede transizioni nette tra i due materiali nel nanofilo.

Nessuna transizione morbida

La coltivazione dei nanofili avviene in una camera a vuoto. I ricercatori depongono una goccia d'oro su un disco sottile che comprende il semiconduttore e il nanofilo cresce dal basso. Nella transizione tra i due materiali semiconduttori nella goccia d'oro c'era in precedenza una miscelazione tra i materiali nella goccia d'oro e c'era una transizione morbida tra i materiali. Con il nuovo metodo entrambi i materiali possono andare dalla parte superiore della goccia d'oro o dalla parte inferiore della goccia d'oro. Quando il materiale esce dal lato inferiore, non c'è miscelazione dei materiali semiconduttori. Vi è quindi una netta transizione a livello atomico tra l'arseniuro di indio e gallio e l'arseniuro di indio.

"Questa brusca transizione tra i due semiconduttori è necessaria per la corrente - sotto forma di elettroni, per poter viaggiare con alta efficienza tra i due materiali. Se la transizione è morbida, gli elettroni possono facilmente impigliarsi nell'area di confine. Il nuovo nanofilo misto può essere vantaggioso per molte aree della nano ricerca in tutto il mondo, "dice Peter Krogstrup, che ha lavorato presso il danese III-V Nanolab, operato in collaborazione tra l'Università di Copenaghen e l'Università tecnica della Danimarca.

La scoperta dei nanofisici è stata appena pubblicata sulla prestigiosa rivista scientifica Nano lettere .

Maggiori informazioni: Giunzioni in nanofili di eterostruttura assiale III-V ottenute tramite uno scambio di elementi del gruppo III, Nano lettere , pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nl901348d

Fornito dall'Università di Copenaghen