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Miércoles, 23 septiembre 2015
Ciencia de los Materiales

La tensión ilumina nuevas propiedades de los puntos cuánticos

Los nanocristales semiconductores, o puntos cuánticos, son minúsculas partículas de tamaño nanométrico con la capacidad de absorber la luz y volver a emitirla con colores bien definidos. Gracias a un bajo coste de fabricación, a su estabilidad a largo plazo y a una amplia paleta de colores, se han convertido en una importante base de la tecnología visual, introduciendo mejoras en la calidad de imagen de televisores, tabletas y teléfonos móviles. También están surgiendo interesantes aplicaciones de los puntos cuánticos en los campos de la energía verde, la detección óptica, y las bio-imágenes.

 

Las perspectivas son incluso más atractivas después de una publicación, titulada "Band structure engineering via piezoelectric fields in strained anisotropic CdSe/CdS nanocrystals" ("Ingeniería de la estructura de bandas mediante campos piezoeléctricos en puntos cuánticos anisotrópicos de CdSe/CdS sometidos a tensión" publicada en la revista Nature Communications el pasado mes de julio. Un equipo internacional, formado por científicos del Instituto Italiano de Tecnología (Italia), la Universidad Jaume I (España), el laboratorio de investigación de IBM en Zúrich (Suiza) y la Universidad de Milano-Bicocca (Italia), ha demostrado un enfoque radicalmente nuevo para manipular la emisión de luz de los puntos cuánticos.

 

El principio de funcionamiento tradicional de los puntos cuánticos se basa en el llamado efecto de confinamiento cuántico, según el cual el tamaño de la partícula determina el color de la luz emitida. La nueva estrategia se basa en un mecanismo físico completamente diferente; un campo eléctrico con tensión inducida en el interior de los puntos cuánticos. Este se crea mediante el crecimiento de un armazón grueso alrededor de los puntos. De esta manera, los investigadores pudieron comprimir el núcleo interior, creando el intenso campo eléctrico interno. Este campo se convierte en el factor dominante en la determinación de las propiedades de emisión.

 

El resultado es una nueva generación de puntos cuánticos cuyas propiedades van más allá de las que se generan sólo por el confinamiento cuántico. Esto no sólo amplía el ámbito de aplicación de los conocidos materiales CdSe/CdS, sino también de otros materiales. "Nuestros hallazgos añaden un nuevo e importante grado de libertad al desarrollo de dispositivos tecnológicos basados en puntos cuánticos", afirman los investigadores. "Por ejemplo, el tiempo transcurrido entre la absorción y la emisión de la luz se puede extender a más de 100 veces mayor en comparación con los puntos cuánticos convencionales, lo que abre el camino hacia memorias ópticas y nuevos dispositivos de píxel inteligente. El nuevo material también podría derivar en sensores ópticos altamente sensibles a campos eléctricos en el medio ambiente a escala nanométrica".

 

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