Oscillatore armonico quantistico nel THz

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Oscillatore armonico quantistico nel THz
Roma, 27 aprile 2021 – Nella collezione degli “Editor’s picks”, una raccolta di articoli selezionati dal comitato di redazione della rivista, del numero del 22 aprile delle Applied Physics Letters è stato inserito l’ultimo lavoro di un gruppo internazionale guidato da ricercatori dell’Università degli Studi Roma Tre [1].

“E’ questo il secondo lavoro del team del progetto Europeo FLASH che viene selezionato dagli editori di questa rivista nel giro di poco più di un mese [2] e rappresenta un altro  passo avanti verso la realizzazione di un emettitore di luce THz a base di germanio e silicio, materiali utilizzati nell’elettronica di massa”,  afferma la prof.ssa Monica De Seta del Dipartimento di Scienze di Roma Tre, coordinatrice del consorzio FLASH [3], che ha come obbiettivo, tramite la collaborazione tra i diversi partner internazionali (il Politecnico di Zurigo ETH, l’Università di Glasgow, l’Istituto per l’elettronica ad alte prestazioni IHP di Frankfurt Oder,  la start-up NextNano di Monaco di Baviera, ed il contributo di ricercatori delle università Sapienza di Roma e di Pisa), proprio la realizzazione di un laser con emissione nel THz.

“Soggetto del nostro ultimo lavoro è la realizzazione e lo studio di un oscillatore armonico quantistico, ottenuto variando su scala atomica la composizione degli strati di SiGe seguendo un profilo parabolico. In questo modo è possibile ottenere un sistema quantistico in cui le energie degli stati sono tra loro equispaziate. Coerentemente con quanto aspettato dalla teoria, abbiamo dimostrato come nel nostro sistema le transizioni ottiche tra gli stati quantizzati della buca quantica parabolica, nonostante questi stati siano molto vicini in energia, sono indipendenti dalla temperatura” aggiungono il dott. Montanari e la dott.ssa Ciano, che si sono occupati del design delle strutture e delle misure ottiche.

“Questa proprietà è molto promettente nella prospettiva di sviluppo di un emettitore di luce THz che possa funzionare a temperatura ambiente, senza l’utilizzo di costosi sistemi di raffreddamento. Inoltre il materiale da noi utilizzato, essendo compatibile con i processi di fabbricazione dei comuni dispositivi microelettronici può essere realizzato a basso costo, aprendo la porta alla realizzazione di emettitori di luce THz compatti ed economici che favorirebbero la diffusione su larga scala della tecnologia THz con applicazioni nei campi più disparati, dalla biologia alla medicina fino agli scanner aeroportuali e le telecomunicazioni” commentano la prof.ssa Luciana Di Gaspare, il prof. Capellini e il dott. Luca Persichetti.

Per ulteriori informazioni si invita a visitare il sito web del progetto europeo FLASH [3] o a contattare la prof. Monica De Seta


NOTE
[1] M. Montanari et al. “THz intersubband absorption in n-type Si1−xGex parabolic quantum wells”, Applied Physics Letters 118, 163106 (2021) Link identifier #identifier__100774-1https://doi.org/10.1063/5.0048344 Disponible in version open access: Link identifier #identifier__112293-2https://doi.org/10.5281/zenodo.4659850
[2] D. Stark et al. “THz intersubband electroluminescence from n-type Ge/SiGe quantum cascade structures”, Applied Physics Letters 118, 101101 (2021) Link identifier #identifier__113939-3https://doi.org/10.1063/5.0041327.
Disponible in version open access: Link identifier #identifier__15277-4https://arxiv.org/abs/2101.05518
[3] Horizon 2020 FET-Open project FLASH (G.A. 766719) https://www.flash-project.eu


DESCRIZIONE FOTO: A sinistra vediamo le misure di spettroscopia FTIR in trasmissione nel THz effettuate su un campione composto da 20 buche quantiche paraboliche identiche che dimostrano come le proprietà ottiche del sistema non dipendano dalla temperatura. A destra in alto è riportata la misura sperimentale della composizione chimica del materiale e il suo confronto con il profilo parabolico. Nel pannello in basso sono invece riportate le misure di diffrazione a raggi X che dimostrano la qualità cristallina e la riproducibilità degli strati depositati.

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