Bi2Se3, un isolante topologico stechiometrico ultrasottile per applicazioni optoelettroniche.

03 Luglio 2020 by Pubblicazioni

Il gruppo di ricerca di EFSL, in collaborazione con l'Università di Roma Tor Vergata, l'INFN, la Fondazione Bruno Kessler e la Chalmers University of Technology, ha pubblicato un articolo sulla rivista Nanoscale intitolato "Stoichiometric Bi2Se3 topological insulator ultrathin films obtained through a new fabrication process for optoelectronic applications", di Matteo Salvato, Mattia Scagliotti, Maurizio De Crescenzi, Paola Castrucci, Fabio De Matteis, Michele Crivellari, Stefano Pelli Cresi, Daniele Catone, Thilo Bauch e Floriana Lombardi.

https://doi.org/10.1039/D0NR02725A

 
È stato sviluppato un nuovo processo di fabbricazione per gli isolanti topologici di Bi2Se3 sotto forma di nanofili/nano-nastri e film ultrasottili. Tale processo prevede due fasi consecutive: i nanofili/nano-nastri di Bi2Se3 vengono depositati mediante deposizione per evaporazione su diversi substrati posizionati all'interno di un tubo di quarzo. Quindi, il Bi2Se3, bloccato sulla superficie interna del tubo di quarzo, viene nuovamente evaporato e depositato sotto forma di pellicole ultrasottili su nuovi substrati a una temperatura inferiore ai 100 °C, aspetto estremamente rilevante per applicazioni di elettronica flessibile. Il metodo è nuovo, rapido, molto economico, facile da controllare e consente di ottenere film di diverso spessore fino a uno strato quintuplo (QL) durante la stessa procedura. La composizione e la struttura cristallina dei nanofili/nano-nastri e i film sottili sono analizzati con diverse tecniche ottiche, elettroniche e strutturali. Per i film, la spettroscopia di tunneling a scansione mostra che il livello di Fermi è posizionato nel mezzo della gap. I film ultrasottili, con uno spessore compreso tra 1 e 10 QL depositati su substrati di silicio drogato n, presentano buone proprietà di rettifica adatte al loro uso come fotorilevatori nella gamma di lunghezze d'onda ultravioletto-visibile-vicino infrarosso.

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