Semiconduttori controllati dalla luce

Una ricerca dei fisici della Bielefeld University e del Leibniz Institute for Solid State and Materials Research di Dresda (IFW Dresden) sembra offrire prospettive molto interessanti per il controllo dei semiconduttori atomicamente sottili utilizzando direttamente la luce.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications e potrebbe aprire la strada a componenti controllati direttamente da impulsi luminosi a frequenze molto elevate per una nuova generazione di dispositivi optoelettronici. Le radiazioni sono nell’ordine di grandezza dei terahertz e si trovano nello spettro elettromagnetico tra l’infrarosso e le microonde.

Il funzionamento prevede l’uso di antenne nanometriche appositamente progettate per convertire la luce in campi elettrici verticali in semiconduttori atomicamente sottili, come quelli realizzati in bisolfuro di molibdeno (MoS₂). Grazie a queste antenne, i campi elettrici raggiungono un’intensità di diversi megavolt per centimetro.

Questa tecnica, precisano i ricercatori, consente il controllo in tempo reale della struttura elettronica su scale temporali inferiori al picosecondo.

Il responsabile del progetto, il professore Dr. Dmitry Turchinovich dell’Università di Bielefeld, ha precisato: “Tradizionalmente, questi campi elettrici verticali, utilizzati ad esempio per lo switch nei transistor e altri dispositivi elettronici, vengono applicati tramite gating elettronico, ma questo metodo è fondamentalmente limitato a tempi di risposta relativamente lenti. Il nostro approccio utilizza la luce stessa a livello di terahertz per generare il segnale di controllo all’interno del materiale semiconduttore, consentendo una tecnologia optoelettronica ultraveloce, industry-compatible e light-driven, finora impossibile da realizzare”.

I potenziali campi di applicazione includono sistemi di comunicazione, informatica, imaging e tecnologie quantistiche.

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