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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 1 - 16 gen 2013
ISSN 2037-4801

Vita CNR   a cura di Francesca Gorini

Tecnologia

Verso i nanolaser al silicio

È di un gruppo di ricerca dell'Istituto per la microelettronica e i microsistemi (Imm) del Cnr di Napoli una scoperta destinata a rivoluzionare le future applicazioni tecnologiche basate su dispositivi ottici: per la prima volta si è riusciti ad amplificare luce coerente a partire da una matrice di silicio cristallino nanostrutturato. Tecnicamente, questo effetto viene chiamato 'Raman scattering stimolato', si ottiene in seguito all'interazione di un raggio laser con un materiale e permette di amplificare o generare luce coerente a una lunghezza d'onda diversa da quella del laser incidente. La novità consiste nell'aver osservato e misurato tale fenomeno su un materiale alla scala nanometrica, con l'importante prospettiva di poter generare sorgenti di luce miniaturizzate con elevate prestazioni.

"Il silicio nanostrutturato, grazie alle sue proprietà ottiche, ha riscosso negli ultimi anni notevole interesse come materiale principe per lo sviluppo della nanofotonica in silicio, una tecnologia in grado di combinare funzioni ottiche ed elettroniche su chip", afferma Maria Antonietta Ferrara dell'Imm-Cnr, coautrice della ricerca. "Generare luce in dispositivi alla scala del nano apre grandi prospettive dal punto di vista applicativo, ad esempio in tutta l'industria dei circuiti integrati basata sul silicio, fino alla realizzazione di 'nanolaser' in grado di integrare avanzate funzionalità ottiche in dispositivi elettronici".

Lo studio, pubblicato su 'Nature Communications', è stato condotto in collaborazione con le Università di Helsinki e di Aalto. Proprio in Finlandia è stato prodotto, infatti, il materiale poi caratterizzato in Italia, grazie al laboratorio di ottica non-lineare presente all'Imm-Cnr. "Il nostro gruppo ha misurato in maniera diretta e alle lunghezze d'onda d'interesse per le telecomunicazioni, 1.5 micron, l'effetto Raman in nanocristalli di silicio inglobati in una matrice di silica. Tale misura ha dimostrato un valore di circa 10.000 volte più alto rispetto al silicio cristallino", aggiunge Luigi Sirleto (nella foto), responsabile del laboratorio del Cnr. "Il lavoro ha il merito di coniugare aspetti di fisica di base, in quanto ha descritto un fenomeno che non era mai stato investigato prima, con importanti implicazioni tecnologiche".

Fonte: Luigi Sirleto , Istituto per la microelettronica e microsistemi, Napoli, tel. 081/6132348, email luigi.sirleto@cnr.it

Per saperne di più: - www.nature.com/ncomms/journal/v3/n11/full/ncomms2188.html