Studio delle dinamiche ultraveloci in sistemi ibridi: nanoparticelle metalliche accoppiate a semiconduttori o ossidi
Particelle e nanostrutture metalliche hanno comportamenti plasmonici che portano all’enhancemnet del campo elettrico e alla generazione di elettroni caldi. Questi effetti possono essere usati per aumentare il segnale e la risposta di dispositivi in ambito fotovoltaico, di fotocatalisi e più in generale optoelettronico. Per questo scopo le nanostrutture vengono fabbricate per avere le opportune risonanze plasmoniche e accoppiate a materiali dell’optoelettronica quali i semiconduttori o ossidi conduttivi trasparenti.

Una nuova classe di semiconduttori sta emergendo quale candidato per le future generazioni di dispositivi in questo campo. In particolare i semiconduttori formati da pochi strati atomici (materiali 2D), come il MoS2, e altri materiali quali lo ZnO o il TiO2 sono promettenti per le applicazioni citate sopra.
 
L’accoppiamento, opportunamente ingegnerizzato, tra questi materiali e nanostrutture metalliche può portare a miglioramenti termini di raccolta della luce, generazione e trasferimento di cariche e di energia. Questi fenomeni sono complessi. La loro comprensione è oggetto di studio e di attenzione da parte di molti centri di ricerca, ed è fondamentale per la massimizzazione delle prestazioni dei dispositivi.

La tesi consiste in uno studio sperimentale dei fenomeni che seguono la fotoeccitazioni. Obiettivo è la comprensione dei processi di trasferimento di carica e/o di energia e quelli legati agli elettroni caldi. Tali processi avvengono su scale di tempo dei fs-ps. Si farà quindi uso di tecniche basate su impulsi laser di breve durata (fs), in particolare la tecnica di pump-probe.

L’attività sperimentale si svolge presso i laboratori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano.

Contatti:
Prof.ssa Margherita Zavelani-Rossi (02 2399 6069, margherita.zavelani@polimi.it)