Le nanostrutture viste in un modo completamente nuovo
Le strutture quantistiche costituite da alcune migliaia di atomi hanno attirato notevoli sforzi di ricerca per via del loro potenziale utilizzo nelle tecnologie dell’informazione quantistica. In particolare, il self-patterning di superfici di semiconduttori mediante goccioline di metallo liquido è stato creato per la realizzazione di strutture quantistiche con le proprietà elettroniche e ottiche desiderate. Fino a poco tempo fa, tuttavia, la struttura formata poteva essere analizzata esclusivamente in base a immagini di campioni raffreddati prelevate mediante microscopie a scansione di sonda. Mentre tali tecniche forniscono preziose informazioni, il processo di crescita effettiva può essere desunto solo indirettamente. Il progetto TAQUS (Tailored quantum structures) è nato con l’obiettivo di colmare questa lacuna. Grazie ai finanziamenti dell’UE, gli scienziati hanno realizzato il primo microscopio elettronico a bassa energia in Europa. Anche se utilizza lenti elettroniche simili ai microscopi elettronici convenzionali, si differenzia da questi nelle energie degli elettroni all’interazione con la superficie del campione. Di conseguenza, questo sistema unico è sensibile alle superfici e il sondaggio in profondità è modulato variando l’energia degli elettroni. Gli scienziati hanno usato il nuovo microscopio per acquisire informazioni in tempo reale in relazione all’assemblaggio della struttura quantistica. In particolare, sono stati ottenuti filmati sulla formazione di anelli quantici relativi all’arseniuro di gallio durante l’epitassia delle gocce. Queste osservazioni hanno costituito la base per lo sviluppo di un modello teorico sul modo in cui nascono le diverse morfologie dell’anello quantico. Il progetto TAQUS ha offerto i mezzi per adattare le strutture quantiche dal comportamento collettivo degli atomi alle esigenze delle applicazioni di calcolo quantistico. Il follow-up si concentra sull’integrazione della microscopia elettronica a bassa energia con tecniche di immaginografia a campo oscuro anulare, al fine di estrarre informazioni nanostrutturali supplementari.
Parole chiave
Semiconduttori, strutture quantiche, TAQUS, microscopio elettronico a basso consumo energetico, computazione quantistica
