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  • Luce in movimento attraverso un nanofilo semiconduttore tramite onde acustiche di superficie

    I GaAs NW con un segmento drogato con indio ad un'estremità sono stati depositati sopra una superficie di LiNbO3. LiNbO3 è stato utilizzato come materiale ospite per SAW a causa della sua elevata piezoelettricità. Una sorgente laser è stata utilizzata per eccitare coppie elettrone-lacuna. Questi elettroni e lacune fotogenerati sono intrappolati ai minimi e massimi di energia spazialmente separati e indotti piezoelettricamente ai bordi della banda di conduzione (CB) e della banda di mantovana (VB), rispettivamente. Questi vettori intrappolati vengono quindi trasportati dalla SAW con velocità acustica al (In, Ga) Come regione, dove si ricombinano in centri simili a punti quantici.

    I ricercatori del MESA+ Institute for Nanotechnology dell'Università di Twente in collaborazione con il Paul Drude Institute di Berlino sono riusciti a spostare la luce da un'estremità all'altra di un nanofilo semiconduttore mediante onde acustiche di superficie, una sorta di terremoti su scala nanometrica. I risultati costituiscono un'importante pietra miliare per lo sviluppo di dispositivi a semiconduttore che convertono i segnali ottici in segnali elettrici e viceversa, e hanno una rilevanza diretta per l'elaborazione delle informazioni quantistiche. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nanotecnologia questa settimana.

    La luce è un mezzo molto adatto per trasferire informazioni in modo affidabile su grandi distanze, per esempio da fibre di vetro. D'altra parte, l'elaborazione delle informazioni è più convenientemente eseguita elettronicamente, sfruttando tutta la miniaturizzazione e l'integrazione realizzata nei semiconduttori. dispositivi optoelettronici, che agiscono come trasduttori ottico-elettrico o elettrico-ottico, sono molto ricercati in quanto collegano entrambe le tecnologie.

    Quello che i ricercatori di Twente e Berlino hanno realizzato è in realtà un dispositivo acusto-optoelettronico, invocando accanto a segnali ottici ed elettrici, anche acustici. La luce laser è focalizzata su un'estremità di un nanofilo a semiconduttore (arseniuro di gallio), dove eccita gli elettroni nella banda di conduzione (CB), lasciando buchi nella banda di valenza (VB). Sia gli elettroni che le lacune vengono captati da un'onda acustica superficiale (SAW) prodotta a grande distanza dal filo sullo stesso substrato. Il SAW trasporta efficientemente le coppie elettrone-lacuna lungo il nanofilo. Alla fine del nanofilo gli elettroni e le lacune sono costretti a ricombinarsi, producendo così di nuovo la luce. Poiché la SAW percorre circa 100, 000 volte più lento della luce, la manipolazione può essere eseguita molto più facilmente.

    La tecnologia sviluppata al MESA+ e al PDI permette che tutto questo possa essere fatto a frequenze molto alte (oltre 1 GHz) e su scala nanometrica. Questo apre la strada all'applicazione di questo tipo di dispositivi anche per l'elaborazione delle informazioni quantistiche.


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