I ricercatori dell'Università di Valencia hanno sviluppato una tecnica per determinare le polarità individuali di centinaia di nanofili semiconduttori in un unico, processo di risparmio di tempo. Guidati da Ana Cros, direttore dell'Istituto di scienza dei materiali (ICMUV) dell'Università di València (UV), lo studio costituisce un importante passo avanti sia nella nostra comprensione che nell'applicazione di queste strutture, poiché la loro polarità definisce le proprietà dei dispositivi realizzati con.

I nanofili semiconduttori sono strutture di appena decine di nanometri di diametro con un tipico rapporto lunghezza-larghezza di circa 1000 - come un capello umano, solo mille volte più piccolo. Tanto che sono spesso indicati come materiali unidimensionali, e in effetti hanno molte proprietà interessanti che non si vedono in materiali 3D più grandi. I nanofili semiconduttori sono attualmente tra le strutture nanometriche più studiate e sono gli elementi costitutivi di base per una gamma di dispositivi optoelettronici che generano, rilevare e controllare la luce, come rilevatori di luce, emettitori e nanosensori.

Fino ad ora, la determinazione delle loro polarità ha richiesto l'analisi uno per uno dei nanofili nell'ambito di un processo complesso e dispendioso in termini di tempo. Questa nuova tecnica utilizza un microscopio a forza atomica e una sonda Kelvin per rilevare forze minuscole e misurare le caratteristiche elettriche della superficie del campione. In combinazione con l'analisi avanzata dei dati, queste misurazioni rivelano le polarità di centinaia di nanofili contemporaneamente.

Ana Cros ci offre un'analogia:"Il nostro microscopio esplora la superficie del campione nello stesso modo in cui una persona cieca esplora l'ambiente circostante:usa una sonda come un bastone, farsi un'idea delle proprietà della superficie in base alle variazioni delle vibrazioni. La differenza tra il microscopio e la canna è che la sua punta è estremamente affilata. Se poi aggiungiamo la carica elettrica, siamo in grado di misurare le caratteristiche elettriche della superficie di oggetti molto piccoli senza nemmeno aver bisogno di toccarli."

Conosciuto come microscopia a forza di sonda Kelvin (KPFM), questa tecnica ha permesso di determinare le singole polarità di oltre 100 nanofili contemporaneamente. Nuria Garro, ricercatore presso l'ICMUV, spiega:"Ciò che prima richiedeva giorni - dover selezionare i nanofili uno per uno e infine distruggere il campione - ora richiede poche ore, senza incorrere in alcun danno al campione”.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nano lettere ed è stato realizzato in collaborazione con l'Università di Murcia, l'Università di Grenoble e la Commissione per l'energia atomica francese. Costituisce uno dei risultati primari di una nuova linea di ricerca aperta all'ICMUV per lo studio dei processi optoelettronici in materiali e superfici avanzati. È stato realizzato nell'ambito del progetto europeo NANOWIRING (FP7-People) ed è stato condotto a Valencia da Núria Garro.