La modellazione di strati di ossido conduttivo trasparente [TCO] su substrati come vetro o plastica è un'applicazione di microlavorazione laser familiare presso Potomac. Abbiamo sviluppato modi innovativi per modellare lo strato di TCO senza danneggiare il substrato sottostante. Ma di solito vediamo TCO come l'ossido di stagno e indio [ITO] utilizzati in display, pannelli touch, tag RFID, estensimetri, rivestimenti di nanotubi di carbonio o, più comunemente, fotovoltaici solari. Di recente abbiamo avuto l'opportunità di utilizzare una tecnica collaudata e comprovata per un nuovo progetto di modellazione ITO nella ricerca di fisica di base. Ecco la storia:
Il Center for Ultracold Atoms (CUA) è una partnership unica tra il Massachusetts Institute of Technology (MIT) e l'Università di Harvard, volta a portare avanti la ricerca nei nuovi campi aperti dalla creazione di atomi ultrafreddi e gas quantistici.
Il CUA è un centro di frontiera per la fisica della National Science Foundation (NSF), la cui ricerca è condotta da una comunità di circa 100 studenti laureati, ricercatori post-dottorato, studenti universitari e visitatori che lavorano sotto la supervisione dei ricercatori senior del centro in progetti collaborativi.
Un gruppo della CUA manipola la materia a livello quantistico per sondare proprietà interessanti che potrebbero portare a nuovi tipi di materiali e dispositivi. Zoe Yan, una studentessa laureata del Centro, ha lavorato a un esperimento che richiedeva una piastra elettrodica personalizzata che sarebbe stata utilizzata per "sintonizzare" un campione di molecole ultrafredde. La Sig. ra Yan descrive l'esperimento: "Creiamo un forte campo elettrico per manipolare le molecole e sintonizzarci attorno ai gradienti del campo elettrico. Avevo bisogno di una piastra che potesse essere applicata uniformemente a una tensione specifica".
I laboratori CUA avevano solo laser CO2 che non erano adeguati per la modellazione ITO. Cercando una soluzione, la Sig. ra Yan si rese conto che aveva bisogno di un fornitore che potesse modellare con un laser IR che non avrebbe indotto danni termici allo strato ITO. Spiega che l'ITO doveva essere modellato senza entrare nel substrato. "Dato che Potomac ha la capacità di mettere a fuoco fino a dimensioni spot piccole come un micron", spiega la Sig. ra Yan, "potevamo anche ottenere l'elevata precisione di cui avevamo bisogno, che altri processi come l'incisione acida non possono raggiungere. Potomac Photonics ha fatto un lavoro eccellente modellando la nostra piastra ITO secondo le specifiche desiderate senza alcun danno all'ITO o al substrato".
Questo nuovo campo della fisica degli atomi ultrafreddi mira a controllare atomi e molecole in modo che possano portare la loro natura quantistica in primo piano per applicazioni come lo sviluppo di nuovi materiali superconduttori. Sarà interessante seguire il lavoro e vedere dove ci porterà la ricerca di base nel futuro dei nuovi materiali e, in ultima analisi, dei nuovi dispositivi.
