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MBE: Nanoestructuras Cunticas para

Optoelectrnica.
Descripcin:

El grupo de MBE es un equipo firmemente consolidado y reconocido internacionalmente. Ha liderado varios desarrollos innovadores tanto en el campo de la epitaxia de haces moleculares (MBE) de los semiconductores como en otras tcnicas de crecimiento relacionadas. Ha trabajado activamente durante los ltimos veinte aos en el campo de la optoelectrnica con unos laboratorios equipados con las ms avanzadas tcnicas de caracterizacin y de nanofabricacin que se renuevan continuamente para poder competir en la frontera de la optoelectrnica y de la tecnologa lser, campos en continua y rpida evolucin. Nuestro objetivo es la realizacin de estudios bsicos y aplicados en nanoestructuras y heteroestructuras cunticas, desde su crecimiento por MBE hasta su integracin en dispositivos optoelectrnicos avanzados en el mbito de las tecnologas de la informacin y de energa fotovoltaica.

Objetivos:

El objetivo principal de este grupo es la realizacin de investigacin tanto bsica como aplicada relevante en el campo de las nanoestructuras semiconductoras y su utilizacin en diversos dispositivos, con especial nfasis en el estudio de sus propiedades fsicas, en su diseo y en su fabricacin. Aplicaciones emergentes en tecnologas de informacin cuntica y en energa solar fotovoltaica requieren nuevos dispositivos que incorporen nanoestructuras cunticas como los puntos cunticos y los cristales fotnicos. Por ello, los objetivos concretos de este grupo de investigacin se centran en el estudio de las propiedades fsicas novedosas de estas nanoestructuras y del desarrollo de herramientas especficas de micro- y nano- fabricacin para su incorporacin en dispositivos optolectrnicos avanzados.

Lista de objetivos concretos:

  • Diseo, estudio y fabricacin de nanoestructuras cunticas y de nanodispositivos para tecnologas de la informacin cuntica. El desarrollo de las tecnologas pticas de informacin cuntica (emisores de luz cuntica y acopladores cunticos de spines y fotones) requiere de una plataforma fsica fiable y escalable. Tras varias dcadas de investigacin y desarrollo, las tecnologas que emplean nanoestructuras semiconductoras III-V se perfilan como una slida alternativa capaz de establecer el puente de unin entre el mundo cuntico y el clsico. El grupo de MBE en el IMM investiga nuevas tcnicas y mtodos para controlar externamente las propiedades de los estados cunticos de la luz y de la materia. Ante las numerosas propuestas para la implementacin fsica de estos mecanismos de control externo, la estrategia escogida por nuestro grupo de investigacin se basa en la utilizacin combinada de dispositivos fotnicos y electrnicos diseados para manipular la naturaleza cuntica de una nanoestructura aislada, concretamente un punto cuntico (QD) o un hilo cuntico (QWR). Los sistemas actualmente en estudio estn basados principalmente en semiconductores III-V crecidos por epitaxia de haces moleculares (MBE). Otros campos emergentes, como el crecimiento de grafeno por MBE, pueden ser incorporados a nuestras capacidades en nanotecnologas cunticas.


  • Fabricacin e investigacin de nanoestructuras cunticas para la prxima generacin de clulas solares. La combinacin de puntos cunticos III-V y de nanoestructuras fotnicas puede beneficiar grandemente la eficiencia de la prxima generacin de clulas solares. Nuestro objetivo es incorporar capas de puntos cunticos autoensamblados (QD) con una alta densidad planar crecidos por MBE y apilados verticalmente para obtener, de este modo, estructuras 3D multicapa con una absorcin ptima de la radiacin solar. Se emplean capas y heteroestructuras de diferentes materiales semiconductores crecidas epitaxialmente por MBE, integradas monolticamente y a su vez interconectadas por uniones tnel. Para aumentar la absorcin de la luz se emplean arquitecturas fotnicas que atrapan la luz eficientemente. Estas estructuras fotnicas se pueden colocar tanto encima como debajo de la capa activa. A pesar del alto grado de sofisticacin y alto coste de procesos como el MBE o la litografa por haces electrnicos (e-beam), esta tecnologa est completamente justificada para clulas solares de concentracin donde los dispositivos presentan reducidas dimensiones y eficiencias de conversin que ya estn por encima del 44%.


  • Desarrollo de tecnologas y procesos basados en el crecimiento de pelculas delgadas para su aplicacin en dispositivos fotovoltaicos de bajo coste y eficiencia. Nuestro propsito es desarrollar procesos de crecimiento por medio de bombardeo reactivo, reactive sputtering, que sean capaces de producir pelculas finas a gran escala e industrialmente competitivas para la fabricacin de clulas solares basadas en calcogenuros/grafeno. Para el desarrollo de estos nuevos procesos, contamos con el conocimiento adquirido a lo largo del tiempo en los procesos cinticos involucrados durante el crecimiento por MBE.
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