hdblog.it
Un team di ricercatori internazionali ha scoperto che i diamanti trattati con boron possono supportare onde elettroniche speciali chiamate plasmoni di intervalenza, aprendo la strada a innovazioni in campi come il calcolo quantistico, i sensori medici e le comunicazioni avanzate.
Grazie a un processo noto come doping, in cui piccole quantità di boro vengono integrate nel cristallo, il diamante acquisisce proprietà elettriche e ottiche uniche. Questa tecnica, già utilizzata per migliorare la conducibilità elettrica del materiale, ha ora rivelato un comportamento elettronico inaspettato che consente al diamante di interagire con luce ed elettricità in modi mai osservati prima.
Giuseppe Strangi, fisico della Case Western Reserve University e coordinatore della ricerca pubblicata su Nature Communications, spiega: “Questa scoperta cambia il nostro approccio alla manipolazione della luce e dell’elettricità nei materiali, portandoci più vicini al pieno potenziale delle tecnologie quantistiche.”
Come funziona il doping nel diamante? Il diamante è un materiale straordinariamente resistente, con una struttura atomica perfettamente ordinata. L’aggiunta di boro crea piccole “lacune elettroniche” nel reticolo cristallino, che permettono il passaggio della corrente senza compromettere la trasparenza del materiale. Questo fenomeno è ciò che conferisce il tipico colore blu ai diamanti come il famoso Hope Diamond.
Attraverso sofisticati strumenti di microscopia e spettroscopia, i ricercatori hanno osservato come il doping influisca sulle proprietà elettroniche e ottiche del diamante. Queste onde plasmoniche si formano solo in presenza di boro, rendendo il fenomeno altamente controllabile e personalizzabile. Le applicazioni di questa scoperta sono molteplici. Il diamante dopato potrebbe essere utilizzato per:
Chip bio-sensori ad alta sensibilità, capaci di rilevare biomolecole a concentrazioni minime.
Dispositivi per l’imaging medico più precisi e meno invasivi.
Calcolo quantistico, grazie alla capacità di manipolare e trasmettere informazioni quantistiche con maggiore efficienza.
Celle solari migliorate, ottimizzando la conversione della luce in energia elettrica.
Mohan Sankaran, esperto di ingegneria nucleare e plasma all’Università dell’Illinois, sottolinea: “Capire come il doping altera le proprietà dei semiconduttori come il diamante rivoluziona il nostro modo di progettare materiali per applicazioni avanzate.”
Nonostante i risultati entusiasmanti, la ricerca ha affrontato sfide tecniche, come il controllo preciso della concentrazione di boro su scala nanometrica. Inoltre, la complessità delle misurazioni richiede ulteriori miglioramenti per rendere questa tecnologia applicabile su larga scala.
