UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA
ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
> Nanoscienza e <
Nanotecnologia
I PUNTI QUANTICI sono strutture di dimensioni nanometriche in cui i portatori
di carica sono confinati in 3 dimensioni: quindi il loro comportamento è
“quantistico”
Balzarotti
Tor Vergata
Immagine al
microscopio a
forza atomica di
punti quantici
di Arseniuro di
Indio (InAs) su
Arseniuro di Gallio
(GaAs)
Come si ottengono nel caso dei due materiali semiconduttori
Arseniuro di Indio e Arseniuro di Gallio.
I punti quantici si
formano depositando
da fase gassosa un
materiale, ad es. InAs,
su un altro materiale,
ad es. GaAs, con
parametro reticolare
più piccolo (6.8%)
Immagine al
microscopio a forza
atomica di un
punto quantico
di Germanio (Ge) su
Silicio (Si)
Sgarlata
Tor Vergata
Inizialmente cresce un
film sottile di InAs
con lo stesso
parametro reticolare
del substrato GaAs.
All’interno del film di
InAs si accumula
energia elestica per il
fatto che esso è
compresso
All’aumentare della
deposizione l’InAs
rilascia l’energia
elastica formando i
punti quantici.
I punti quantici di materiali semiconduttori sono di notevole interesse applicativo per
la possibilità di sviluppare nanodispositivi il cui funzionamento è basato interamente sulla fisica
quantistica.
Possibili Dispositivi basati su punti quantici:
◗
◗
◗
◗
Schema di
emettitore LED
a singolo punto
quantico
Transistor a Singolo Elettrone
Memorie
Emettitori di singolo fotone
Q-bits per Quantum Computing
I
C
.
NANOTUBI DI
ARBONIO Il nanotubo, circa cinquantamila volte più sottile di un capello umano, è la fibra
più resistente che si conosca. A seconda del suo diametro, il nanotubo può essere un metallo, oppure un semiconduttore
come, ad esempio, il silicio degli attuali microchip. I nanotubi si ottengono, ad esempio, scaldando a 1650 0C un cristallo
formato da strati di silicio e di carbonio.L’evaporazione del silicio lascia sulla superficie uno strato di carbonio che si
“arrotola” formando i nanotubi.
Un nanotubo di Carbonio è una particolare forma derivata
dal fullerene e si ottiene prendendo un singolo foglio di
grafite arrotolandolo su se stesso e applicando alle due
estremità del cilindro i 2 emisferi del fullerene C60.
Immagine con il microscopio tunnel
STM di un nanotubo di Carbonio.
Angolo chirale formato
dalla direzione di
arrotolamento della
grafite rispetto all’asse
del tubo
Immagine di 7 elettrodi di un microchip su
cui è stato depositato un nanotubo.
Si potrebbe costruire una nuova
generazione di chip elettronici al carbonio
sfruttando le proprietà dei nanotubi di
diametro diverso.
De Crescenzi - Tor Vergata
05
20
Realizzazione:
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