direttore del laboratorio: Mario Geddo

La ricerca attuata nel Laboratorio di Spettroscopia Modulatoria riguarda principalmente lo studio di sistemi di semiconduttori (bulk, film sottili ed eterostrutture a dimensionalità ridotta) fabbricati con tecniche di crescita epitassiale (MBE).

Le tecniche di modulazione disponibili sono la Fotoriflettanza, la Termoriflettanza e la Elettroriflettanza, metodi diagnostici non distruttivi particolarmente efficaci ed affidabili nella caratterizzazione di sistemi multistrato e delle nanostrutture che, di per sé interessanti dal punto di vista fondamentale, hanno esibito negli ultimi anni una sempre crescente importanza anche per le loro applicazioni nel campo della microelettronica e della optoelettronica. Basti pensare a come l’affascinante campo dei Quantum Dots (tipicamente monocristalli di InAs auto-aggregati in matrice di GaAs) ha attratto crescenti sforzi nella ricerca mirata a dispositivi optoelettronici su scala nanometrica, come ad esempio laser e foto rivelatori realizzati con tecnologia a punti quantici. Allo stesso tempo il comportamento da “atomo artificiale” messo in mostra dai nanocristalli si è rivelato un eccellente banco di prova per studiare i fenomeni legati al confinamento quantistico nella Fisica della materia condensata.

I sistemi di semiconduttori studiati e/o in corso di analisi sono:

  • leghe e buche quantiche (GaAs-AlGaAs; InGaP-GaP; InGaAs-GaAs; GaSb/AlGaSb)
  • strutture a punti quantici di InAs in matrice di GaAs, InGaAs e AlGaAs
  • film sottili e buche quantiche di nitruri diluiti (InGaAsN-GaAs, GaAsN, GaPN, InGaN-GaN)

In molti casi l’attività di ricerca è stata svolta nell’ambito di Progetti Finalizzati Nazionali producendo anche interessanti ricadute applicative. Si cita ad esempio:

  • Lo studio delle proprietà ottiche di nanostrutture (QDs) InAs/InGaAs in funzione dello strain e della composizione degli strati di confinamento ha permesso di accordare la lunghezza d’onda caratteristica di emissione dei dots a 1.31 e 1.55 micron, ossia in corrispondenza a finestre spettrali di specifico interesse per le comunicazioni mediante fibre ottiche.
  • Lo studio delle proprietà ottiche dei nitruri diluiti irradiati con Idrogeno in funzione della dose impiantata e della concentrazione di Azoto ha permesso di dimostrare la possibilità di ottenere, con un singolo processo, il simultaneo confinamento dei portatori e dei fotoni nel piano di crescita del GaAsN, con importanti conseguenze per la realizzazione di accoppiatori optoelettronici e guide d’onda a tecnologia planare basata sul GaAs.

In evidenza:

  nitruri diluiti idrogenati

  - Maggio 2019 - Uno studio sulle regole di selezione dei modi Raman LO GaAs-like in GaAsN idrogenato evidenziante interessanti ricadute per la modulazione dello strain nel piano di crescita è presentato nel lavoro "Strain related relaxation of the GaAs-like Raman modes selection rules in hydrogenated GaAsN layers"

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  - Novembre 2019 - Un review della procedura analitica e sperimentale ideata e applicata in questi ultimi anni (fin dal 2011) per studiare l'evoluzione dello strain e il suo legame con la formazione di complessi N-H in nitruri diluiti idrogenati, è presentato nel lavoro "Micro-Raman Mapping of the Strain Field in GaAsN/GaAsN:H Planar Heterostructures: A Brief Review and Recent Evolution"