Progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di nanorisonatori di germanio cresciuto epitassialmente su silicio

Obiettivo principale della ricerca oggetto di questa tesi è stato lo sviluppo di nanostrutture risonanti di germanio da utilizzare in prospettiva come efficienti emettitori integrati alle lunghezze d’onda delle telecomunicazioni. Il lavoro è stato svolto presso il gruppo di fisica delle superfici del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano (dove mi sono occupata direttamente, insieme al dott. Paolo Biagioni, delle fasi di progettazione e caratterizzazione ottica dei dispositivi), in stretta collaborazione con i gruppi di silicon-germanium epitaxy e nanoscale devices del Polo di Como del Dipartimento (dove è stata eseguita la crescita e litografia dei campioni). La progettazione si è avvalsa di opportuni codici numerici per la simulazione di campi elettromagnetici, mentre la caratterizzazione ottica è stata effettuata presso il laboratorio SNOM del Dipartimento e ha previsto lo sviluppo di un sistema di microscopia ottica adatto alle lunghezze d’onda delle telecomunicazioni (in collaborazione con lo SPAD lab del Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano), poi utilizzato per caratterizzare l’efficienza di fotoluminescenza a livello della singola nanostruttura. Gli esperimenti condotti hanno evidenziato il buon funzionamento del germanio utilizzato in termini di resa di luminescenza, nonché una forte dipendenza dalla polarizzazione del fascio in ingresso come previsto dalle simulazioni. Per contro è emersa la necessità di avvalersi, per studi futuri, di differenti tecniche di etching per il patterning delle strutture.