23/05/2024
In uno studio, nato grazie alla sinergia scientifica fra i team guidati da Stefano Lupi del Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma Sapienza e da Alessandro Molle, dell'Istituto per la microelettronica e microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Imm, sede di Agrate Brianza), è stata illustrata la generazione di interessanti dinamiche elettroniche su un materiale esotico di nuova generazione noto come PtTe2, ditellururo di platino: questo materiale dalle proprietà peculiari è un semimetallo tridimensionale di Dirac, ma con una struttura elettronica simile al grafene, ossia un materiale conduttivo nel quale gli elettroni si muovono diversamente dai metalli convenzionali per via di una topologia strutturale non banale.
La classe di materiali a cui appartiene il PtTe2 ha un potenziale enorme per applicazioni fotoniche, e riesce a innescare transizione elettroniche indotte da radiazioni a bassissima energia, soprattutto nella regione della radiazione infrarossa (IR) e terahertz (THz). Sfruttare questa predisposizione intrinseca è stato l'oggetto del lavoro condotto dai due team: in primo luogo, il ditellururo di platino è stato "cresciuto" come film sottile su substrato con metodi di deposizione da fase chimica di vapore, un passaggio tecnologicamente essenziale per poter integrare il materiale in dispositivi optoelettronici e fotonici; in secondo luogo, la crescita del materiale è stata ingegnerizzata in modo da avere un "reticolo plasmonico", ovvero una sequenza di strisce micrometriche lineari tali da innescare una risonanza plasmonica quando illuminate da radiazione terahertz. La risonanza è proprio l'effetto della formazione di quasiparticelle quantistiche nel ditellururo di platino, dette plasmoni polaritonici di surpefcie, a causa delle quali la radiazione ricevuta viene emessa ad intensità molto più alta per frequenze definite.
Questa osservazione è un'"apripista" per sviluppare una tecnologia di rivelatori e modulatori nel terahertz basata sulle caratteristiche dei materiali topologici come il ditellururo di platino oltre, quindi, lo standard corrente dei dispositivi al terahertz. In considerazione dell'impatto e dell'originalità del conseguimento, il lavoro operativamente condotto da Salvatore Macis (Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma Sapienza), è stato recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Advanced Materials.
Per informazioni:
Alessandro Molle
Cnr-Imm
Unità di Agrate Brianza - via C. Olivetti 2 - 20864 Agrate Brianza (MB)
alessandro.molle@cnr.it
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