Il silicio non smette mai di stupire

Comunicato stampa

Il silicio può essere depositato su un supporto isolante di zaffiro assumendo una struttura atomica bidimensionale, analoga a quella del grafene, che potrà rivoluzionare il futuro della fotonica attivandosi anche in zone dello spettro ottico considerate off limits. Lo studio di Cnr-Imm e Sapienza Università di Roma è stato pubblicato su Nano Letters

CNR-IMM

Un team di ricerca coordinato da Alessandro Molle dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Imm) di Agrate Brianza e da Stefano Lupi della Sapienza Università di Roma, insieme a gruppi delle Università di Roma Tor Vergata e Università di Roma Tre e in collaborazione con la STMicroelectronics, ha ottenuto per la prima volta una configurazione bidimensionale del silicio, che presenta una risposta ottica mai osservata prima.

La nuova struttura consente, infatti, l’assorbimento della luce in una zona dello spettro ottico che per il silicio era ritenuta proibita fino a questo momento e promette grandi innovazioni in ambito tecnologico. I risultati sono pubblicati sulla rivista Nano Letters.

“Il silicio è il materiale di base per l’elettronica e il fotovoltaico. Questa nuova configurazione è simile a quella del grafene (da cui il nome silicene), materiale particolarmente versatile in molti settori,come l’energia, l’informatica o la biomedicina”, spiega Molle. “La grande innovazione dello studio è rappresentata dal supporto di zaffiro, un ossido di alluminio cristallizzato, che ha un comportamento isolante. Su questo supporto abbiamo depositato, tramite evaporazione in vuoto ultra-spinto, atomi di silicio che, abbiamo constatato, si organizzano in uno o più strati bidimensionali, con una struttura simile al grafene, dove i portatori di carica si comportano come se fossero fotoni”.

Questo comportamento del silicio è stata una sorpresa per il gruppo di ricerca. “Si tratta di una risposta inaspettata nel senso che l’assorbimento ottico del silicio che abbiamo avuto modo di riscontrare nel nostro studio non corrisponde a quello convenzionalmente noto nella forma tridimensionale”, precisa Molle. “Avere un silicio bidimensionale, che devia quindi dal silicio convenzionale, ha un potenziale totalmente inesplorato e il suo impiego non avrà più i limiti energetici legati alla configurazione tridimensionale “, aggiunge Lupi.

Il neonato silicio bidimensionale sembra avere secondo i ricercatori tutte le carte in regola per rivoluzionare diversi ambiti tecnologici. “Stiamo pensando anche all’uso della metodologia in progetti legati alla creazione di dispositivi plasmonici e fotonici grazie al successo dell’integrazione con altri materiali bidimensionali come il grafene, che abbiamo sperimentato nel laboratorio Teralab del Dipartimento di fisica della Sapienza”, conclude Lupi.


Leggi anche

Gli scienziati della Università nazionale di scienze e tecnologie MISiS, in Russia, insieme ai colleghi dell’Istituto centrale di ricerca e sviluppo metallurgico de Il Cairo, in Egitto, hanno sviluppato un materiale composito in grado di migliorare la chimica degli assorbitori nel solare termodinamico a torre…

Leggi tutto…

Con grandi progressi tecnologici lungo la catena, l’industria dei compositi riesce ad automatizzare e ridurre i tempi dei processi di produzione. Questi sviluppi sono stati di grande rilevanza per COMPOSITES EUROPE 2018 che si è svolto per la tredicesima volta dal 6 all’8 Novembre. Le prospettive per l’intera industria dei Compositi sono decisamente buone e con enormi potenziali….

Leggi tutto…

Gli scienziati dell’Università di Manchester ritengono che i compositi in fibra di juta naturale rinforzati con grafene potrebbero rivelarsi una combinazione vincente. I dati dimostrano come il grafene potrebbe essere fondamentale nella creazione di un’alternativa più economica e più ecocompatibile ai compositi sintetici per usi finali nelle principali aree produttive come l’industria automobilistica, la costruzione navale, le pale eoliche durevoli e le basse costo delle abitazioni…

Leggi tutto…

La startup Moi, nata all’interno di + Lab del Politecnico di Milano, ha sviluppato e brevettato una tecnologia di stampa 3D in grado di realizzare prodotti ad elevate prestazioni in materiale composito guadagnandosi la vittoria del Pin, Premio Nazionale Innovazione 2018, il concorso legato a idee e business plan del mondo universitario…

Leggi tutto…

Lo sviluppo congiunto cliente – bigHead favorisce alcune applicazioni migliorandone il disegno finale, aumentando le prestazioni e riducendo i costi. Un esempio è stato l’utilizzo di materiali compositi da parte di Siemens per le navicelle usate sulle nuove turbine eoliche offshore 6MW. È stato sostituito un pannello in acciaio – per la manutenzione e relativo fissaggio con bulloni – con uno in composito e bigHead….

Leggi tutto…