(Phys.org) —Inom fysik, det är litet, och så finns det nullitet – som i nolldimensionell.

University of Cincinnati forskare har nått denna tröskel med en speciell struktur som en dag kan leda till bättre sätt att utnyttja solenergi, starkare lasrar eller känsligare medicinsk diagnostik.

Dessa strukturer är halvledarnanotrådar. UC doktorand Teng Shi säger att hon och ett team av forskare har observerat unika optiska signaturer som indikerar att elektroniska excitationer inom dessa nanotrådar kan begränsas till ett nolldimensionellt tillstånd som kallas en "kvantpunkt".

Denna senaste upptäckt handlar om att bli liten, men dess betydelse är allt annat än. Forskargruppens förmåga att kontrollera inneslutningsenergin genom att variera storleken på kvantpunkten öppnar en värld av möjligheter.

"Att utforska den grundläggande fysiken för halvledarnanotrådar gör det möjligt för en att föreställa sig tillämpningar eller att designa strukturer för tillämpningar, " säger Shi vid UC:s institution för fysik. "Dessa strukturer är potentiella kandidater för en mängd olika tillämpningar inklusive solceller, lasrar och ultrakänsliga nanosensorer."

Shi kommer att presentera teamets forskning "Temperature-dependent Photoluminescence Imaging of GaAs/AlGaAs Heterostructure Quantum Well Tubes" vid American Physical Society (APS) möte som hålls 3-7 mars i Denver. Nästan 10, 000 proffs, forskare och studenter kommer att delta i APS-mötet för att diskutera ny forskning från industrin, universitet och laboratorier från hela världen.

Denna forskning främjar arbete som tidigare gjorts på halvledar nanotrådar vid UC. Genom att använda ett tunt skal som kallas ett kvantbrunnsrör och odla det – till cirka 4 nanometer tjockt – runt nanotrådskärnan, forskare fann att elektroner i nanotråden var fördelade på ett ovanligt sätt i förhållande till det sexkantiga rörets facetter. Resultatet är en kvanttråd, som ett långt snöre många gånger tunnare än ett människohår.

Nu har de tagit saker ännu längre, går från endimensionella ledningar till nolldimensionella kvantprickar. Dessa små strukturer kan ha stor effekt på en mängd olika tekniker. Halvledare är i centrum för modern elektronik. Datorer, TV-apparater och mobiltelefoner har det. De är gjorda av den kristallina formen av element som har vetenskapligt fördelaktiga elektriska konduktivitetsegenskaper. Många halvledare är gjorda av kisel, men galliumarsenid används i denna forskning.