Halfgeleider nanokristallen, of kwantumstippen, zijn klein, deeltjes ter grootte van nanometers met het vermogen om licht te absorberen en het opnieuw uit te zenden met goed gedefinieerde kleuren. Met goedkope fabricage, langdurige stabiliteit en een breed kleurenpalet, ze zijn een bouwsteen geworden van de displaytechnologie, verbetering van de beeldkwaliteit van tv-toestellen, tabletten, en mobiele telefoons. Ook op het gebied van groene energie ontstaan ​​spannende quantum dot-toepassingen, optische detectie, en bio-imaging.

De vooruitzichten zijn na een publicatie nog aantrekkelijker geworden, getiteld "Band structure engineering via piëzo-elektrische velden in gespannen anisotrope CdSe/CdS nanokristallen, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie afgelopen juli. Een internationaal team, gevormd door wetenschappers van het Italiaanse Instituut voor Technologie (Italië), de Universiteit Jaume I (Spanje), het IBM-onderzoekslab Zürich (Zwitserland) en de Universiteit van Milaan-Bicocca (Italië) demonstreerden een radicaal nieuwe benadering om de lichtemissie van kwantumstippen te manipuleren.

Het traditionele werkingsprincipe van kwantumdots is gebaseerd op het zogenaamde kwantumbegrenzingseffect, waarbij de deeltjesgrootte de kleur van het uitgestraalde licht bepaalt. De nieuwe strategie steunt op een heel ander fysiek mechanisme; een door spanning geïnduceerd elektrisch veld binnen de kwantumstippen. Het wordt gemaakt door een dikke schaal rond de stippen te laten groeien. Op deze manier, onderzoekers waren in staat om de binnenkern samen te drukken, het creëren van het intense interne elektrische veld. Dit veld wordt nu de dominante factor bij het bepalen van de emissie-eigenschappen.

Het resultaat is een nieuwe generatie kwantumstippen waarvan de eigenschappen verder gaan dan die mogelijk worden gemaakt door kwantumopsluiting alleen. Dit verbreedt niet alleen het toepassingsgebied van de bekende CdSe/CdS-materiaalset, maar ook van andere materialen. "Onze bevindingen voegen een belangrijke nieuwe mate van vrijheid toe aan de ontwikkeling van op kwantumdots gebaseerde technologische apparaten, " zeggen de onderzoekers. "Bijvoorbeeld, de verstreken tijd tussen lichtabsorptie en emissie kan worden verlengd tot meer dan 100 keer langer in vergelijking met conventionele kwantumdots, wat de weg opent naar optische herinneringen en nieuwe slimme pixelapparaten. Het nieuwe materiaal kan ook leiden tot optische sensoren die op nanometerschaal zeer gevoelig zijn voor het elektrische veld in de omgeving."