Movendo a luz através de um nanofio semicondutor por meio de ondas acústicas de superfície
p GaAs NWs com um segmento dopado com índio em uma extremidade foram depositados no topo de uma superfície de LiNbO3. LiNbO3 foi usado como material hospedeiro para SAWs por causa de sua alta piezoeletricidade. Uma fonte de laser foi usada para excitar pares de elétron-buraco. Esses elétrons e buracos foto-gerados são aprisionados nos mínimos e máximos de energia induzidos de forma piezoelétrica e espacialmente separados nas bordas da banda de condução (CB) e da banda de valência (VB), respectivamente. Esses portadores presos são então transportados pelo SAW com velocidade acústica para o (In, Ga) Como região, onde eles se recombinam em centros semelhantes a pontos quânticos.
p Pesquisadores do MESA + Institute for Nanotechnology da University of Twente, em colaboração com o Paul Drude Institute em Berlim, conseguiram mover a luz de uma extremidade de um nanofio semicondutor para a outra por meio de ondas acústicas de superfície, uma espécie de terremotos em nanoescala. Os resultados constituem um marco importante para o desenvolvimento de dispositivos semicondutores que convertem sinais ópticos em elétricos e vice-versa, e têm relevância direta para o processamento de informações quânticas. Os resultados foram publicados na revista
Nanotecnologia esta semana. p A luz é um meio muito adequado para transferir informações de forma confiável em grandes distâncias, por exemplo, por fibras de vidro. Por outro lado, o processamento da informação é mais convenientemente feito eletronicamente, aproveitando toda miniaturização e integração realizada em semicondutores. Dispositivos optoeletrônicos, que atuam como transdutores ópticos para elétricos ou elétricos para ópticos, são muito procurados, pois conectam as duas tecnologias.
p O que os pesquisadores em Twente e Berlim perceberam é na verdade um dispositivo acusto-optoeletrônico, invocando ao lado de sinais ópticos e elétricos, também acústicos. A luz do laser é focada em uma extremidade de um nanofio semicondutor (arsenieto de gálio), onde excita elétrons na banda de condução (CB), deixando buracos na banda de valência (VB). Ambos os elétrons e lacunas são captados por uma onda acústica de superfície (SAW) que é produzida a grande distância do fio no mesmo substrato. O SAW transporta os pares elétron-buraco com eficiência ao longo do nanofio. No final do nanofio, os elétrons e buracos são forçados a se recombinar, produzindo luz novamente. Enquanto o SAW viaja cerca de 100, 000 vezes mais lento que a luz, a manipulação pode ser feita com muito mais facilidade.
p A tecnologia desenvolvida no MESA + e no PDI permite que tudo isso seja feito em frequências muito altas (acima de 1 GHz) e em nanoescala. Isso abre o caminho para a aplicação desse tipo de dispositivo também para o processamento de informações quânticas.