Els nanofils semiconductors centren ara moltes línies de treball per desenvolupar les futures
generacions de dispositius del món electrònic a nanoescala. Són estructures de diàmetre definit en
l'ordre nanomètric i de longitud lliure, i en una escala ideal per estudiar els fenòmens quàntics
bàsics que apareixen en els nanodispositius electrònics.
En l'article de portada al Journal of Materials Chemistry, l'equip ha alternat la presència de
diversos pous quàntics en un mateix nanofil, i així ha modulat i controlat les propietats òptiques
d'emissió d'aquestes estructures. «Aquest control precís sobre l'energia de la llum emesa pels pous
quàntics --comenta Jordi Arbiol, un dels principals autors de l'estudi--, l'hem pogut obtenir
mitjançant un control rigorós dels gruixos i de les dimensions d'aquests pous quàntics durant
el creixement, de fins a tres monocapes atòmiques, i també pel desenvolupament de mètodes de
visualització 3D de les nanoestructures optimitzats a la UB (per tomografia STEM en contrast Z) i
per la visualització a escala atòmica de la secció transversal dels nanofils per microscòpia
electrònica d'alta resolució».
En un treball anterior (publicat a Small i destacat a Nature Materials), els experts presentaven
una metodologia per assolir el creixement d'uns primers nanofils amb un sol pou quàntic, a més d'un
primer mètode efectiu d'observació d'aquestes estructures per validar els paràmetres tecnològics i
els models físics. L'alta puresa cristal·lina d'aquests pous quàntics, combinada amb la geometria a
escala nanomètrica, ha generat nous fenòmens en el camp de l'optoelectrònica que fins ara eren
inaccessibles amb dispositius estàndard.
Un dels pilars d'aquesta línia d'investigació és l'aplicació de l'epitàxia per feixos moleculars
(MBE), que consisteix en la formació d'una fina capa uniforme i sense impureses a partir d'una cara
de cristall de material semiconductor. En aquests primers treballs, els autors van demostrar que,
canviant els paràmetres durant el creixement dels nanofils, podien dipositar-se recobriments amb
gruixos nanomètrics de (AlGa)As i GaAs al voltant d'un nanofil de GaAs amb secció hexagonal. La
tècnica, a més, és útil per als científics a l'hora d'estudiar un gran nombre d'efectes físics
fonamentals (efectes Hall quàntics, etc.).
Amb aquests treballs, la UB ha contribuït a l'elaboració dels models físics que expliquen els
fenòmens nous, un fet que impulsarà el disseny d'una nova família de dispositius optoelectrònics
que combinen les propietats dels nanofils i dels pous quàntics. Els autors principals dels treballs
a la UB són dos experts vinculats també a l'Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB): Jordi
Arbiol, membre també de la Unitat de Microscòpia Electrònica de Transmissió Aplicada a Materials,
dels Serveis Cientificotècnics
, i del grup de recerca Micronanotecnologies i Nanoscòpies per a Dispositius Electrònics i
Fotònics (MIND), i el catedràtic Joan R. Morante, investigador responsable del grup de recerca
Materials Electrònics i Energia (M2E) i cap del departament de Materials de l¿Institut de Recerca
de l¿Energia de Catalunya (IREC). Tots els treballs han tingut el suport dels Serveis
Cientificotècnics de la UB, pioners en l'àmbit dels equipaments de suport a la recerca a escala
estatal.
