Una imagen de microscopio del sensor de luz muestra el pico de fotocorriente ya que se origina en el espacio entre los nanocables Etch A Sketch (en negro). Los investigadores de Pitt son los primeros en crear un estado sólido, Dispositivo nanoelectrónico de óxido que combina capacidades eléctricas y ópticas en una plataforma.
(PhysOrg.com) - Investigadores de la Universidad de Pittsburgh han creado un sensor de luz a nanoescala que se puede combinar con circuitos electrónicos de tamaño casi atómico para producir dispositivos electrónicos y ópticos híbridos con nueva funcionalidad. El equipo, que también involucró a investigadores de la Universidad de Wisconsin en Madison, informes en Fotónica de la naturaleza que el desarrollo supera uno de los desafíos más abrumadores de la nanotecnología.
El grupo, dirigido por Jeremy Levy, profesor de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias de Pitt, diseñó un dispositivo fotónico de menos de 4 nanómetros de ancho, permitiendo la interacción fotónica bajo demanda con objetos tan pequeños como moléculas individuales o puntos cuánticos. En otro primero, el pequeño dispositivo se puede sintonizar eléctricamente para cambiar su sensibilidad a diferentes colores en el espectro visible, lo que puede prescindir de la necesidad de filtros de luz separados que normalmente requieren otros sensores. Levy trabajó con el investigador postdoctoral de Pitt y autor principal Patrick Irvin, investigadores postdoctorales Daniela Bogorin y Cheng Cen, y el estudiante graduado de Pitt, Yanjun Ma. También formaron parte del equipo los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, Chang-Beom Eom, profesor de ciencia e ingeniería de materiales, y los investigadores asociados Chung Wung Bark y Chad Folkman.
Los investigadores produjeron los dispositivos fotónicos a través de una plataforma nanoelectrónica regrabable desarrollada en el laboratorio de Levy que funciona como un Etch A Sketch microscópico. el juguete de dibujo que inicialmente lo inspiró. Su técnica, reportado por primera vez en Materiales de la naturaleza en marzo de 2008, es un método para cambiar un cristal de óxido entre los estados aislante y conductor. La aplicación de un voltaje positivo a la sonda conductora puntiaguda de un microscopio de fuerza atómica crea cables conductores de solo unos pocos nanómetros de ancho en la interfaz de dos aislantes:una capa de aluminato de lantano de 1,2 nanómetros de espesor que crece sobre un sustrato de titanato de estroncio. Los nanocables conductores se pueden borrar con voltaje inverso, convirtiendo la interfaz en un aislante una vez más.
En febrero de 2009, Levy informó en Science que su plataforma podría usarse para esculpir un dispositivo de memoria de alta densidad y un transistor llamado "SketchFET" con características de apenas dos nanómetros de tamaño.
En este trabajo reciente, Levy y sus colegas demostraron un método robusto para incorporar sensibilidad a la luz en estos circuitos electrónicos, utilizando las mismas técnicas y materiales. Los dispositivos fotónicos generan, guía, o detectar ondas de luz para una variedad de aplicaciones, Dijo Levy. La luz es notablemente sensible a las propiedades de objetos a nanoescala como moléculas individuales o puntos cuánticos, pero la integración de dispositivos fotónicos de nanocables y nanotubos semiconductores con otros elementos de circuitos electrónicos siempre ha sido un desafío.
"Estos resultados pueden permitir nuevas posibilidades para los dispositivos que pueden detectar propiedades ópticas a nanoescala y entregar esta información en forma electrónica," "Dijo Levy.
