Nuova ricerca relativa ai nanofili unidimensionali
I nanofili semiconduttori 1D promettono di fornire elementi per una nuova generazione di dispositivi elettronici ed optoelettronici su nanoscala. Sulla base di specifiche proprietà ottiche, elettroniche e magnetiche, questi sono candidati ideali per una vasta gamma di applicazioni, tra cui fotovoltaico, piezoelettrico, termoelettrico, batterie al litio, transistori a effetto di campo, fotorivelatori, diodi emettitori di luce (LED) e laser. Il progetto NANOEMBRACE (Embracing one dimensional semiconductor nanostructures), finanziato dall’UE, ha riunito 10 team di ricerca accademici e 12 team di ricerca industriale. Essi hanno condotto una serie di ricerche interconnesse in quanto alla crescita controllabile di nanostrutture 1D e alla modifica controllata della relativa composizione, allo scopo di formare eterostrutture a filo quantico, effettuare una caratterizzazione non distruttiva dei sistemi di nanostrutture 1D, oltre che una funzionalizzazione e un interfacciamento di nanostrutture 1D cresciute in questo modo. I ricercatori hanno effettuato esperimenti con diversi metodi per la coltura di insiemi di nanofili semiconduttori con caratteristiche definite come forma , dimensioni, direzione di crescita, struttura cristallina e posizione del substrato, sfruttando l’uso di diversi substrati e catalizzatori. Le attività dei ricercatori hanno riguardato argomenti che vanno dallo studio e dalla modellizzazione dei meccanismi fondamentali di crescita dei nanofili, alla fabbricazione di campioni del dispositivo. In particolare, i ricercatori hanno sviluppato una caratterizzazione della piattaforma multi-scala per mappare proprietà strutturali, elettriche e ottiche dei singoli nanofili e dei gruppi, nonché dei dispositivi a base di nanofili. Lo sforzo è stato sostenuto dalla microscopia ad alta risoluzione e da metodi di analisi ottiche avanzate. La funzionalizzazione di nanostrutture 1D ha aiutato i ricercatori a capitalizzare i risultati ottenuti in quanto a teoria, crescita e caratterizzazione, e a dimostrare il raggiungimento di nuovi strumenti, sensori e dispositivi di conversione optoelettronici e dell’energia. Pertanto, sfruttando le interessanti proprietà di questi nanofili, il team del progetto NANOEMBRACE ha dimostrato con successo una microscopia a scansione termica con risoluzione elevata basata sui nanofili, sensori di vapori organici basati sui nanofili e caratterizzati da modelli di DNA, microtubi in silicio nanoporoso inseriti all’interno di un’architettura LED, sensori di pressione altamente sensibili caratterizzati da un’ampia gamma dinamica e componenti di una cella solare tandem. I risultati del progetto hanno contribuito a creare una maggiore consapevolezza della ricerca e delle tecnologie basate sui nanofili. Ciò è stato testimoniato dal grande numero dei partecipanti ai workshop e alle conferenze del progetto. I risultati possono inoltre essere reperibili in numerose pubblicazioni su riviste ad alto impatto e sul sito del progetto.
Parole chiave
Nanostrutture 1D, nanofili semiconduttori, optoelettronica, LED, NANOEMBRACE
