Fototecnologia che fa centro
Materiali innovativi con proprietà uniche guidano l’evoluzione di numerosi campi e lo sviluppo di interessanti nuovi dispositivi. Una nuova classe di materiali, i materiali plasmonici, utilizza l’interazione della luce con compositi costituiti da metalli e dielettrici per produrre proprietà uniche non riscontrabili in natura. Si prevede che tali metamateriali miglioreranno le prestazioni di numerosi dispositivi optoelettrici ma l’applicabilità non è ancora stata definita. Il progetto PEQUPHOT (“Plasmonically-enhanced quantum dot photodetectors”), finanziato dall’UE, è stato lanciato per rompere la barriera e dimostrare le potenzialità di questi materiali. Il progetto ha unito due nuove tecnologie, un tipo di foto-rilevatore nano strutturato (punto quantico) e un’antenna plasmonica. Il team ha scelto i foto-rilevatori poiché il rilevamento dei segnali ottici è critico per numerose applicazioni. I foto-rilevatori a punti quantici elaborati in soluzione e a basso costo stanno acquistando interesse. Tuttavia, c’è stato un compromesso tra velocità e sensibilità. Riducendo al minimo l’area elettricamente attiva, la velocità aumenta, ma l’area attiva otticamente deve essere abbastanza grande da catturare numerosi fotoni. Le antenne plasmoniche concentrano la luce su nanoscala, fornendo la spinta al progetto. I ricercatori hanno utilizzato una struttura a forma di bersaglio costituita da scanalature metalliche concentriche con organizzazione periodica. Le scanalature si concentrano e indirizzano la luce al centro, migliorando la trasmissione tramite un foro al di sotto della lunghezza d’onda, proprio al centro. In questo modo si reduce l’area elettricamente attiva del foto-rilevatore mantenendo però l’area otticamente attiva con un’antenna plasmonica. Gli esperimenti hanno dimostrato che le prestazioni dei foto-rilevatori a punti quantici sono migliorate. In realtà, il foto-rilevatore plasmonico a forma di bersaglio ha ottenuto osservazioni superiori a entrambi, una con un area elettrica grande quanto l’area ottica dell’antenna plasmonica e una con area ottica ed elettrica piccola quanto l’area elettrica della struttura potenziata. PEQUPHOT ha fornito interessanti nuove prove del fatto che la plasmonica può migliorare le prestazioni dei dispositivi optoelettrici. Il progetto ha dato un importante contributo a un campo in crescita e ha migliorato la posizione competitiva dell’UE.
Parole chiave
Foto-rilevatore, optoelettronica, punto quantico, antenna plasmonica
