El camino a dispositivos ultrarrápidos, capaces de acelerar el procesamiento de datos y la codificación de información se abrió gracias a una técnica desarrollada en Italia y basada en la posibilidad de controlar las propiedades de la luz para modular el comportamiento de los materiales semiconductores.
El resultado, publicado en la revista Nature Photonics, es fruto de la colaboración entre el departamento de Física del Politécnico de Milán, el Consejo Nacional de Investigación (con el Instituto de Fotónica y Nanotecnologías, el Instituto de Microelectrónica y Microsistemas y el Instituto de Nanociencia) y la Universidad de Salerno.
Las posibles aplicaciones podrían referirse a diversos campos de investigación, como la óptica, la fotónica y la tecnología de la información.
Los investigadores observaron el fenómeno de la inyección ultrarrápida de portadores de carga en un material semiconductor, el germanio monocristalino, con técnicas gracias a las cuales es posible observar fenómenos que ocurren muy rápidamente, en el orden de segundos atómicos, es decir, millonésimas de billonésimas de segundo.
Así se descubrió un nuevo tipo de interacción entre radiación y materia, en la que las cargas se excitan mediante diferentes mecanismos, que compiten entre sí y evolucionan en diferentes escalas de tiempo.
"Se trata de resultados significativos porque el conocimiento de los procesos de excitación inducidos por la luz en los semiconductores nos permite diseñar dispositivos optoelectrónicos de nuevo desarrollo que optimizan la relación entre la velocidad de inyección de carga y la potencia disipada", comentó Matteo Lucchini, del Departamento de Física de la Politécnica de Milán y autor de referencia del estudio.
Los experimentos se llevaron a cabo en el Centro de Investigación Attosegundo, como parte del proyecto AuDACE (Attosegundo Dinámica en AdvanCed matErials) financiado por el Centro Europeo de Investigación y el proyecto aSTAR, de relevancia nacional.
En el instituto Cnr-Nano se ha desarrollado una sofisticada simulación que, partiendo de primeros principios, es capaz de describir, con una resolución espacial y temporal muy alta, cómo las cargas excitadas pasan de la luz al interior del material y predecir cuáles son los mecanismos de inyección más eficientes en los distintos regímenes de iluminación", agregó Carlo Andrea Rozzi, del Cnr-Nano y coautor del estudio.
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