kinesiska forskare, rapportering i Journal of Applied Physics, publicerad av American Institute of Physics, har beskrivit ett nytt genombrott för att förstå hur elektroner färdas runt kvantprickar. Detta kan leda till lovande nya tillverkningsmetoder för nya kvantenheter.

Guodong Li och kollegor vid National Center for Nanoscience and Technology i Peking genomförde ett experiment med självmonterade kvantprickar och en tvådimensionell elektrongas, och sedan anpassa data till en modell för att ta reda på vilken typ av spridning som visas.

Mycket nyligen arbete har undersökt den inre strukturen av elektrontillstånden hos dessa kvantprickar i 10 nm-skala, som är små, mycket effektiva energiabsorbenter som kan frigöra energi vid anpassade frekvenser beroende på deras storlek. Självmonterade kvantprickar lovar mycket för billig tillverkning av alla typer av nya applikationer såsom lasrar, detektorer, och optisk datalagring, såväl som inom nanoteknologisk forskning. Vad saknas, säger laget, är en förståelse för elektronernas spridningseffekter. Optimering av spridning kan vara användbart som ett sätt att effektivt transportera elektroner och därigenom maximera prestandan hos kvantpunktsbaserade enheter.

För att studera dessa effekter, forskarna placerade en AlGaAs/GaAs tvådimensionell elektrongas (2DEG) nära inbäddade GaSb/GaAs typ-II kvantprickar vid en temperatur på 4,2 K.

"GaSb-kvantprickarna av typ II begränsar bara hålen och inte elektronerna, säger medförfattaren Chao Jiang, "så de är fria att interagera med 2DEG."

Mätningar vid olika spänningar i det kopplade systemet visade att spridningsmekanismen är kortavstånd, en idé verifierad av en enkel modell med en konstant spridningspotential.

"För första gången, vi har klargjort att mekanismen för elektronspridning i denna typ av kvantpricksystem är kort räckvidd, ", säger Chao. "Resultatet är särskilt viktigt för den framtida utformningen av mycket effektiva kvantprickbaserade enheter."