Nanofotonica: proprietà ottiche di nanostrutture organiche

by Prof. Andrea Camposeo (National Nanotechnology Laboratory (NNL), Istituto Nanoscienze-CNR, Università del Salento, via Arnesano 16, 73100 Lecce (Italy))

Tuesday 6 Dec 2011, 15:00 → 17:00 Europe/Rome

131 (INFN Edicifio C)

Le nanostrutture organiche hanno riscontrato negli ultimi anni un crescente interesse come nuovi ed innovativi sistemi uni- e bi-dimensionali (1D e 2D) caratterizzati da proprietà meccaniche, ottiche ed elettroniche uniche, tali da trovare applicazione in settori come l’optoelettronica, la sensoristica, la microfluidica. Tra le diverse nanostrutture organiche, una delle più recenti frontiere è rappresentata dalla fabbricazione di sistemi quasi 1D flessibili ed otticamente attivi (nanofibre), in grado di generare/rilevare radiazione elettromagnetica su scala sub-micrometrica. In particolare, l’utilizzo di materiali organici ad emissione di luce (semiconduttori organici) come mezzo attivo di nanostrutture ha aperto nuove prospettive applicative, principalmente poiché questi materiali combinano le proprietà meccaniche e strutturali tipiche dei polimeri con le proprietà ottiche ed elettroniche tipiche dei semiconduttori. Da un punto di vista più fondamentale tali nanostrutture organiche costituiscono una piattaforma ideale per la verifica di effetti fondamentali che riguardano l’interazione radiazione-materia, come ad esempio l’accoppiamento forte tra eccitoni e fotoni in cavità. In questo seminario saranno introdotte alcune proprietà ottiche fondamentali dei semiconduttori organici, con particolare riguardo alle proprietà di guadagno ottico e di superradianza di semiconduttori organici cristallini ed alle proprietà di accoppiamento forte in micro-cavità. Saranno poi discusse le proprietà di nanofibre polimeriche ad emissione di luce, prodotte per elettrofilatura, una tecnica che permette la produzione di nano strutture organiche con diametri nell’intervallo 10 nm – 1 m. Tali nano strutture presentano emissione in tutto lo spettro visibile e vicino infrarosso (400-950 nm) e possono essere utilizzate come micro-sorgenti polarizzate e come dispositivi laser miniaturizzati. Il loro utilizzo in transitor a effetto di campo evidenzia un aumento della mobilità delle cariche rispetto a sistemi equivalenti bulk. Tali risultati rendono le nano fibre organiche particolarment interessanti come componenti attivi di sensori e sorgenti/rivelatori di luce miniaturizzati. [1] F. Di Benedetto, A. Camposeo, S. Pagliara, E. Mele, L. Persano, R. Stabile, R. Cingolani, D. Pisignano, Nature Nanotechnology 3, (2008) 614. [2] A. Camposeo, F. Di Benedetto, R. Stabile, A. A. R. Neves, R. Cingolani, D. Pisignano, Small 5, 562 (2009). [3] S. Pagliara, A. Camposeo, A. Polini, R. Cingolani, D. Pisignano, Lab Chip 9, (2009) 2851. [4] A. Camposeo, F. Di Benedetto, R. Cingolani, D. Pisignano, Appl. Phys. Lett. 94, (2009) 043109. [5] D. Tu, S. Pagliara, A. Camposeo, L. Persano, R. Cingolani, D. Pisignano, Nanoscale 2, (2010) 2217. [6] A. Camposeo, M. Polo, S. Tavazzi, L. Silvestri, P. Spearman, R. Cingolani, D. Pisignano, Phys. Rev. B 81, (2010) 033306 [7] D. Tu, S. Pagliara, A. Camposeo, G. Potente, E. Mele, R. Cingolani, D. Pisignano, Adv. Funct. Mater. 21 (2011) 1140.