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Self-assembled nanostructured materials for electronic and optoelectronic applicatons

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I materiali nanostrutturati riducono le dimensioni dei laser

Una ricerca fondamentale ha consentito di fare molti passi avanti nell'uso di materiali nanostrutturati autoassemblati per i diodi laser. Comprendendo meglio la scienza di base, i partner del progetto NANOMAT hanno prodotto una struttura in grado di emettere laser a 1,3μm, che presto saranno pronti per lo sfruttamento commerciale.

Tecnologie industriali

Il grande interesse per i punti quantici di semiconduttori autoassemblati è stato motivato dalla possibilità di sfruttare le loro proprietà elettriche e ottiche superiori se paragonati alle strutture a pozzi quantici convenzionali. Le particelle di circa 10nm di diametro si formano naturalmente tramite rilassamento delle tensioni quando un materiale semiconduttore cresce sulla superficie di un altro con dimensioni di reticolo cristallino leggermente diverse. Come nel caso dell'arseniuro d'indio (InAs) sull'arseniuro di gallio (GaAs), il meccanismo di autoassemblaggio produce punti con un alto grado di uniformità in una sola fase di crescita. Il progetto NANOMAT ha attinto dall'esperienza dei propri partner accademici nell'elaborazione di materiali nanostrutturati ed ha utilizzato alcuni dei centri analitici più avanzati d'Europa per testare l'idoneità delle applicazioni reali. Per la trasmissione del segnale sulla lunga distanza di reti di cavi di fibre ottiche, i dispositivi laser a semiconduttori devono funzionare a lunghezze d'onda di 1,3μm, dove gli effetti di assorbimento sono minimizzati. Per un diodo laser commerciale, la corrente di soglia per la commutazione deve essere il più bassa possibile. Gli sforzi coordinati dei partner del progetto NANOMAT si sono concentrati sul miglioramento dei parametri dei punti quantici InAs/GaAs controllando con cura le condizioni di crescita. Alla fine del progetto NANOMAT, hanno fornito e testato gruppi di punti quantici in grado di emettere laser a 1,3μm con la corrente di soglia più bassa mai registrata. Sono già stati incorporati in un diodo laser prototipo che potrebbe essere il fulcro delle reti di comunicazione ottiche e dei sistemi di registrazione dati ad alta velocità del futuro.

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