I fotorivelatori operanti a basse tensioni nella banda spettrale dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso, ultraveloci (10ns) e altamente sensibili, trovano applicazioni in molti ambiti, dall'Aerospazio alla Sicurezza, ai Beni Culturali e Tecnologia della Cultura e alla Green Economy. Tuttavia i fotorivelatori attualmente in commercio, ottenuti dalla sovrapposizione di un fotorivelatore al Si e uno all'InGaAs, hanno risposte sulla scala dei microsecondi e sono molto costosi. FOTONICS cambia il paradigma e si propone di realizzare ed ottimizzare un fotorivelatore basato sulla eterogiunzione Bi₂Se₃/Si ultraveloce, operante a bassa tensione dall'ultravioletto all'infrarosso, con sensibilità maggiore di 1A/W e più economico di quelli presenti in commercio. FOTONICS sfrutterà le proprietà del Silicio e quelle innovative dei film nanometrici di Bi₂Se₃ che assorbono radiazione dall'ultravioletto all'infrarosso e presentano un'altissima mobilità superficiale. I film di Bi₂Se₃ sono infatti isolanti topologici ovvero materiali semiconduttori con gap di energia tra 0.3 e 0.8 eV che presentano in superficie bande elettroniche con dispersione lineare formanti coni di Dirac, analogamente a quanto avviene per il grafene. FOTONICS sarà sviluppato grazie alla collaborazione tra un gruppo del Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma Tor Vergata (Prof. Paola Castrucci, Dr. Matteo Salvato, Prof. Maurizio De Crescenzi, Prof. Claudio Goletti) e il gruppo ESFL dell’Istituto di Struttura della Materia del CNR (ISM-CNR) rappresentato da Dr. Daniele Catone, Dr. Stefano Turchini e Dr. Patrick O’Keeffe. 

Bando: POR FESR Lazio 2014-2020 - "Progetti di Gruppi di Ricerca 2020”. Progetto A0375-2020-36600.
Durata progetto: 2 anni (15/04/2021 - 15/04/2023)
Coordinatore: Prof. Paola Castrucci (Dip. Fisica – Università di Roma Tor Vergata)
Responsabile Unità ISM-CNR: Daniele Catone
Altri partecipanti ISM-CNR: Stefano Turchini, Patrick O’Keeffe

Contributo: 143.397,93 €