La nostra attività di ricerca è dedicata allo studio sperimentale delle proprietà ottiche e la crescita di semiconduttori appartenenti ai gruppi IV e III-V. Studiamo i semiconduttori e le loro strutture quantiche che hanno un interesse per la micro- e opto-elettronica.

Le leghe SiGeSn sono importanti da un punto di vista fondamentale ed applicativo per le loro proprietà strutturali, chimiche ed elettroniche per applicazioni in fotonica, spintronica e tecnologie quantistiche.

Utilizzando Raman e fotoluminescenza studiamo le correlazioni tra condizioni di crescita e proprietà del sistema. Analizziamo gli effetti di deformazione, composizione e dimensionalità sulle proprietà vibrazionali ed elettroniche delle eterostrutture.

• Le proprietà vibrazionali delle nanostrutture SiGeSn, principalmente punti quantici, sono attualmente in fase di studio tramite micro-Raman.
• Le proprietà elettroniche dei quantum well basati su Ge vengono studiate tramite misure di trasmissione e fotoluminescenza in un ampio intervallo di temperature.
• I fenomeni dipendenti dallo spin vengono studiati nei materiali a base di Sn tramite spettroscopia magneto-ottica.
• L'emergere di transizioni di fase topologiche viene affrontato nelle eterostrutture ricche di Sn tramite l'interazione luce-materia.

Tra i progressi della nanoscienza, un posto rilevante è occupato dagli effetti di confinamento quantistico che si verificano nei centri di colore e nei punti quantici (QD) dei semiconduttori. Come gli atomi naturali, i QD mostrano livelli di energia discreti. I laser, i fotodetector a infrarossi e le celle fotovoltaiche di terza generazione mostrano che possono essere migliorati dall'uso di QD nello strato attivo. Lo studio dei dispositivi basati su QD ha fornito nuovi modi per la comprensione di sistemi di pochi elettroni/eccitoni fortemente correlati e delle loro possibili applicazioni, come dispositivi a singolo elettrone ed emettitori di singolo fotone per crittografia e calcolo quantistico.

• Studiamo le proprietà della nanostruttura tramite misure spettroscopiche che riguardano la struttura elettronica e i meccanismi di rilassamento dei portatori;
• Studiamo l'implementazione di sorgenti luminose non classiche sulla fotonica del Si.

Prof. Emiliano Bonera
Dott. Jacopo Pedrini
Prof. Fabio Pezzoli 

Laboratorio di Spettroscopia dei semiconduttori – Edificio U5, Piano 1, locale 1066-1069-1073-1075

Per fotoluminescenza, eccitazione di fotoluminescenza, trasmissione e Raman nell’intervallo 0.4 – 5.0 eV, utlizziamo diversi apparati spettroscopici dispersivi e FT. La spettroscopia Raman può arrivare fino a 5 cm^-1. Le temperature di misura vanno da 2 K a 450 K. Sorgenti: He-Ne, Ar, Ar-raddoppiato, Ti-zaffiro, DPSS e diodi laser, lampade ad incandescenza ed ad alta pressione. Sistema di misura Raman e PL nel range 4 K – 300 K, 0.75 – 3.4 eV. Sistema di fotoluminescenza e decadimento risolto in tempo con tempi fino a 10-8 s. Caratterizzazione AFM.