Conversione energetica: arriva una nuova scoperta firmata Unisa

La ricerca è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature Electronics

L’esplosione delle tecnologie wireless ed in generale dei dispositivi portatili richiede di dare alternative alle batterie attualmente usate nell’elettronica. Un’alternativa molto promettente prevede di creare microdispositivi che siano in grado di attingere dall’ energia disponibile nell’ambiente circostante e convertirla in energia elettrica direttamente utilizzabile. Questa energia racimolata puo’ provenire da varie forme di energia dispersa nell’ambiente, come l’energia termica, l’energia meccanica o la radiazione elettromagnetica. I dispositivi attuali che racimolano l’energia elettromagnetica, in particolare, sfruttano le onde radio. Il possibile sviluppo di racimolatori di energia elettromagnetica che operino a frequenze piu’ alte, come le microonde o a frequenze del terahertz, e’ particolarmente importante dal momento che questi “energy harvesters” possono essere usati anche in sensoristica rilevante per la biologia, la climatologia, la meteorologia o l’ astronomia.

Il processo fisico rilevante per la raccolta e conversione di energia elettromagnetica è la cosiddetta rettificazione: la trasformazione di un campo elettrico oscillante in uno a corrente continua. Rettificatori che operino nelle frequenze suddette possono essere costruiti sfruttando le risposte elettriche non-lineari presenti in materiali quantistici bidimensionali.

La pubblicazione

In un articolo pubblicato dalla prestigiosa rivista Nature Electronics, un team di ricercatori che include il prof. Carmine Ortix del Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno ha mostrato per la prima volta risposte elettriche non-lineari nel bilayer graphene – un materiale bidimensionale composto da due singoli strati di atomi di carbonio – sottoposto a nanodeformazioni meccaniche.

Per produrre tali nanodeformazioni, i ricercatori hanno ingegnerizzato una nuova nanoarchitettura depositando il grafene su un sottostrato corrugato litograficamente. Le deformazioni così prodotte donano al materiale una proprietà quantistica molto particolare conosciuta con il nome di “Berry curvature dipole”, che crea forti risposte elettriche non-lineari.

Il risultato di questa ricerca apre una nuova strada per la realizzazione di nuovi energy harvesters ad alta frequenza.

Pubblicazione

Hall effects in artificially corrugated bilayer graphene without breaking time-reversal symmetry

Sheng-Chin Ho, Ching-Hao Chang, Yu-Chiang Hsieh, Shun-Tsung Lo, Botsz Huang, Thi-Hai-Yen Vu, Carmine Ortix, Tse-Ming Chen

Nature Electronics, [22/02/2021]

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