Ricercatori di nuova generazione per le nuove tecnologie
La forza di attrazione tra elettroni caricati negativamente e lacune caricate positivamente lega gli eccitoni nei materiali semiconduttori. A causa di questa forza, queste quasiparticelle tendono a ricombinarsi velocemente. Tuttavia, la durata della loro vita può essere estesa ad alcuni microsecondi confinando gli elettroni e i fori in strati separati di materiale, formando i cosiddetti eccitoni indiretti. Gli eccitoni indiretti possono poi essere raffreddati a basse temperature e formare gas quantistico. Essi possono essere controllati tramite la tensione e costituire gli elementi base per la costruzione di nuovi dispositivi eccitonici. L’obiettivo principale del progetto INDEX (Indirect excitons: Fundamental physics and applications) era quello di inserire giovani ricercatori in una struttura interdisciplinare di ricerca e sviluppo (R&S) in questo campo emergente. I partner INDEX hanno fornito una piattaforma unica per la formazione di una nuova generazione di fisici che contribuiscano con idee e concetti allo sviluppo di una tecnologia veramente innovativa. La partecipazione attiva di quattro partner industriali ha dato valore aggiunto alla formazione. Inoltre, la sinergia tra i partner del mondo accademico e il settore privato ha contribuito ad accelerare i risultati della ricerca, spianando la strada alla maturità del mercato. Undici studenti di dottorato e tre ricercatori post-dottorato sono stati reclutati e hanno ricevuto una formazione presso i laboratori dei partner INDEX. Gli studenti e ricercatori sono stati dotati di competenze di background teorico e sperimentale sugli ultimi sviluppi relativi alla condensazione degli eccitoni e al trasporto di spin degli eccitoni spazialmente indiretti. Questa conoscenza serve come punto di partenza per esplorare la nuova fisica degli eccitoni confinati in trappole elettro-ottiche. I principali risultati scientifici della rete comprendono: l’individuazione di prove della coerenza macroscopica e della condensazione degli eccitoni, tra cui la condensazione in trappole elettrostatiche; l’individuazione di prove della transizione di fase controllata geometricamente e della transizione di spin controllata mediante bias nei condensati eccitone-polaritone, che aprono la strada a tutta una nuova gamma di dispositivi; lo sviluppo di un transistor eccitonico a controllo ottico. Questi risultati costituiscono un importante passo avanti nell’eccitonica. Oltre ai lavori teorici e sperimentali sugli eccitoni, i borsisti INDEX hanno dedicato le loro forze anche alla progettazione concettuale di dispositivi eccitonici. Il raggiungimento finale degli obiettivi di R&S del progetto INDEX darà un contributo sostanziale al miglioramento della competitività europea in uno dei più promettenti nuovi campi tecnologici.
Parole chiave
Eccitoni indiretti, semiconduttori, microcavità, polaritoni, INDEX
