Fu il gruppo di ricerca di Federico Capasso, nel 1994, a sperimentare per la prima volta al mondo il Laser a cascata quantica, che quest’anno compie 30 anni appunto e che è stato celebrato con un evento a Ischia. Dal primo utilizzo nei Bell Labs americani da parte del fisico italiano, naturalizzato statunitense, sono state davvero numerose le applicazioni di questa tecnologia – dal rilevamento di sostanze inquinanti nell’aria alla diagnostica medica, passando per le comunicazioni quantistiche – alla quale anche l’Italia ha contribuito nel tempo, grazie ai ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche dell’Istituto nazionale di ottica e dell’Istituto di nanoscienze.
Proprio all’Istituto nanoscienze del Cnr di Pisa, un anno fa era stato sviluppato il primo Laser a cascata quantica tutto italiano, cioè interamente progettato, sviluppato e ottimizzato in Italia. Il ‘cuore’ del laser è composto da oltre 2000 strati di materiale semiconduttore di spessore nanometrico, frutto della collaborazione tra il gruppo di ricerca guidato da Lucia Sorba, esperta nella crescita di nanostrutture, e il team di Miriam Serena Vitiello, esperta nello sviluppo di dispositivi a frequenze terahertz.
Come spiega l’istituto, i laser a cascata quantica sono innovativi per la loro compattezza, efficienza e versatilità. Emettono radiazione a lunghezze d’onda nel lontano infrarosso con estrema precisione e per questo hanno potenzialità uniche nel rilevamento di gas e altre molecole. La complessità nella progettazione e nell’assemblaggio di questa tecnologia dipende dalla necessità di materiali quantistici costruiti su misura. Come spiega Vitiello, infatti, “In natura, semiconduttori idonei per laser a lontano infrarosso semplicemente non esistono e occorre creare materiali artificiali”.
“Grazie ai potenziamenti infrastrutturali del Cnr”, aggiunge Vitiello da Ischia, dove è responsabile di uno dei due eventi celebrativi, i laser Qcl possono ora essere sviluppati interamente in Italia: dalla complessa progettazione, ai materiali quantistici costruiti su misura, all’assemblaggio su scala nanometrica. Un traguardo tecnologico notevole”.
Daniela Faggion
