Avslappningen av högenergibärare (elektroner och hål) i kolloidala nanoplateletter har mätts av forskare i Nanophotonics Group vid Center for Nanoscale Materials, arbeta med kollegor vid University of Chicago. Mätningarna visar att bärarna beter sig som bärare i kvantbrunnar. Kvantbrunnar har funnit utbredd tillämpning inom optoelektronik, och de nya resultaten tyder på att kolloidala nanoplateter ska hitta liknande applikationer, med den extra fördelen att de kan tillverkas till låg kostnad och i stora mängder.

Kvantbrunnar är tunna halvledarskikt där laddningsbärare är begränsade till en dimension men är fria att röra sig i de andra två dimensionerna. Sådan inneslutning innebär att dessa strukturer har justerbara optiska bandgap och starkt kan absorbera och avge ljus, vilket gör dem till bra material för optiska modulatorer och halvledarlasrar. Tills nyligen, kvantbrunnar kunde endast produceras genom att använda dyra kristallväxttekniker såsom molekylär stråleepitaxi och metallorganisk ångfasepitaxi. Nyligen, dock, metoder har utvecklats för att kemiskt syntetisera tunna, platt, halvledarnanokristaller i lösning. Dessa "nanoplateletter" är bara några få atomlager tjocka men tiotals till hundratals nanometer över. Laddningsbärare i dessa strukturer bör därför bete sig som de skulle i en kvantbrunn. Mätningar av optisk absorption och emission från nanoplateter har indikerat att detta verkligen är fallet, men bevis har varit indirekt, och resultat från olika grupper har kvantitativt varit oense med varandra.

De nya experimenten använder tids- och frekvensupplösta fotoluminescensmätningar för att övervaka hur högenergiladdningsbärare slappnar av i nanoplateletterna. Den observerade avslappningen överensstämde med kvantbrunnens beteende, och kvalitativt annorlunda än vad som kan förväntas för en kvantpunkt, där bärare är begränsade i alla tre dimensioner. Dessutom, avslappningen är snabb, som sker på mindre än 50 pikosekunder. Detta innebär att nanoplateletterna ska fungera bra som det aktiva materialet i optiska modulatorer och i halvledarlasrar.