Halvledar nanokristaller, eller kvantprickar, är små, nanometerstora partiklar med förmågan att absorbera ljus och återutsända det med väldefinierade färger. Med lågkostnadstillverkning, långvarig stabilitet och en bred palett av färger, de har blivit en byggsten i displaytekniken, förbättra bildkvaliteten på TV-apparater, tabletter, och mobiltelefoner. Spännande quantum dot -applikationer växer också fram inom grön energi, optisk avkänning, och bioavbildning.

Utsikterna har blivit ännu mer tilltalande efter en publikation, med titeln "Bandstrukturteknik via piezoelektriska fält i ansträngda anisotropa CdSe/CdS nanokristaller, " publicerades i tidskriften Naturkommunikation förra juli. Ett internationellt team, bildad av forskare vid Italian Institute of Technology (Italien), universitetet Jaume I (Spanien), IBMs forskningslaboratorie Zürich (Schweiz) och universitetet i Milano-Bicocca (Italien) visade ett radikalt nytt tillvägagångssätt för att manipulera ljusemissionen från kvantprickar.

Den traditionella driftsprincipen för kvantpunkter är baserad på den så kallade kvantbegränsningseffekten, där partikelstorleken bestämmer färgen på det utsända ljuset. Den nya strategin bygger på en helt annan fysisk mekanism; ett staminducerat elektriskt fält inuti kvantprickarna. Den skapas genom att odla ett tjockt skal runt prickarna. Den här vägen, forskare kunde komprimera den inre kärnan, skapar det intensiva interna elektriska fältet. Detta fält blir nu den dominerande faktorn för att bestämma utsläppsegenskaperna.

Resultatet är en ny generation av kvantprickar vars egenskaper är bortom de som enbart möjliggörs av kvantinneslutning. Detta breddar inte bara tillämpningsområdet för den välkända CdSe/CdS-materialuppsättningen utan även för andra material. "Våra resultat ger en viktig ny grad av frihet till utvecklingen av kvantprickbaserade tekniska enheter, " säger forskarna. "T.ex. den förflutna tiden mellan ljusabsorption och emission kan förlängas till mer än 100 gånger längre jämfört med konventionella kvantpunkter, vilket öppnar vägen mot optiska minnen och smarta pixlar nya enheter. Det nya materialet kan också leda till optiska sensorer som är mycket känsliga för det elektriska fältet i miljön på nanometerskalan."