Silicio bidimensionale: applicazioni nel fotovoltaico?

Silicene. Questo è il nome che è stato dato alla nuova configurazione del Silicio, sempre più simile a quella del grafene (ovvero bidimensionale). É il risultato, pubblicato sulla rivista Nano Letters, di uno studio di un team italiano, coordinato da Alessandro Molle, dell’Istituto per la microelettronica e i microsistemi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Imm) ad Agrate Brianza, e da Stefano Lupi, dell’Università Sapienza di Roma. Alla ricerca hanno collaborato anche gruppi delle Università di Roma Tor Vergata e di Roma Tre e la società STMircoelectronics.

Una nuova veste

Come ben noto, tutta l’elettronica si basa sull’utilizzo del silicio. Così come la tecnologia alla base del fotovoltaico. La configurazione fino ad ora nota del silicio era tridimensionale, insieme ai limiti energetici ad essa legati. La nuova configurazione bidimensionale è simile a quella del grafene, “materiale particolarmente versatile in molti settori, come l’energia, l’informatica o la biomedicina”, come ha affermato Molle. “La grande innovazione dello studio è rappresentata dal supporto di zaffiro, un ossido di alluminio cristallizzato, che ha un comportamento isolante. Su questo supporto abbiamo depositato, tramite evaporazione in vuoto ultra spinto, atomi di silicio che, abbiamo constatato, si organizzano in uno o più strati bidimensionali, con una struttura simile al grafene, dove i portatori di carica si comportano come se fossero fotoni”.

Un nuovo comportamento

Quali sono le caratteristiche di questa nuova configurazione?

“Questa nuova struttura è capace di assorbire luce in una zona dello spettro ottico che per il silicio era ritenuta proibita fino a questo momento, promettendo grandi innovazioni in ambito tecnologico” spiega Molle. Questo significa superare i limiti energetici del silicio convenzionale.

Ciò che emerge da questo studio è il grande potenziale che risiede in questa “nuova forma” del silicio. Riguardo a possibili sviluppi, i ricercatori parlano di possibili progetti legati alla creazione di dispositivi plasmonici e fotonici grazie al successo dell’integrazione con altri materiali bidimensionali come il grafene.

Ciò non esclude, però, la possibilità di applicare tale tecnologia anche in ambito energetico, ovvero il fotovoltaico. Celle con questa configurazione, capaci di assorbire luce in una zone dello spettro ottico maggiore, sarebbero più efficienti, rispetto alle tradizionali.