Un team di ricercatori dell’ICFO, guidato dal Prof. ICREA Gerasimos Konstantatos, ha recentemente sviluppato una tecnologia laser innovativa utilizzando grandi punti quantici colloidali di solfuro di piombo. Questa nuova tecnologia è in grado di emettere luce coerente nell’ampio intervallo infrarosso a onde corte estese, offrendo soluzioni laser più economiche e scalabili rispetto alle tecnologie attuali.
Le tecnologie laser esistenti per l’intervallo spettrale SWIR esteso sono spesso basate su materiali costosi e complessi, rendendole difficili da scalare e meno accessibili. Tuttavia, grazie all’utilizzo dei punti quantici colloidali, il team di ricercatori è riuscito a superare queste limitazioni. I risultati della loro ricerca, pubblicati su Advanced Materials il 6 dicembre, dimostrano che i grandi punti quantici di solfuro di piombo possono emettere luce coerente, un requisito fondamentale per la creazione di laser nell’intervallo infrarosso a onde corte estese.
Questo significativo progresso non solo affronta le sfide di costo e scalabilità, ma rende anche la tecnologia compatibile con le piattaforme CMOS al silicio, utilizzate comunemente nella costruzione di chip a circuito integrato. Questa compatibilità apre la strada all’integrazione senza soluzione di continuità su chip, consentendo un’applicazione più pratica e accessibile dei laser.
I punti quantici colloidali di solfuro di piombo sviluppati dal team sono i primi materiali semiconduttori per l’incisione a coprire un intervallo così ampio di lunghezze d’onda. Sorprendentemente, i ricercatori hanno raggiunto questo risultato senza alterare la composizione chimica dei punti, aprendo la strada alla realizzazione di laser più pratici e compatti.
Inoltre, il team ha dimostrato per la prima volta l’incisione nei punti quantici di PbS con eccitazione nanosecondo, eliminando la necessità di amplificatori laser femtosecondo costosi e ingombranti. Questo è stato possibile grazie all’utilizzo di punti quantici più grandi, che hanno aumentato la sezione trasversale di assorbimento dei punti, portando a una significativa riduzione della soglia di guadagno ottico.
Le potenziali applicazioni di questa innovazione sono molteplici e rivoluzionarie. Dai sistemi di rilevamento di gas pericolosi ai circuiti integrati fototonici avanzati e all’imaging all’interno della finestra biologica SWIR, i settori che si basano su tecnologie come il LIDAR e la biomedicina potrebbero beneficiare enormemente di questa soluzione economica e integrabile.
Il Prof. ICREA Gerasimos Konstantatos ha sottolineato che questo lavoro rappresenta un cambiamento di paradigma nella tecnologia laser infrarossa. Grazie all’utilizzo di materiali processati in soluzione a temperatura ambiente, si aprono nuove prospettive per applicazioni pratiche e lo sviluppo di tecnologie più accessibili.
In conclusione, questa innovativa tecnologia laser a punti quantici colloidali potrebbe rivoluzionare il settore, offrendo soluzioni più economiche, scalabili e compatibili con le moderne piattaforme tecnologiche.
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