Att avsiktligt "klämma" kolloidala kvantprickar under kemisk syntes skapar prickar som kan stabila, "blinkfri" ljusemission som är fullt jämförbar med ljuset som produceras av prickar gjorda med mer komplexa processer. De klämda prickarna avger spektralt smalt ljus med en mycket stabil intensitet och en icke-fluktuerande emissionsenergi. Ny forskning vid Los Alamos National Laboratory tyder på att de ansträngda kolloidala kvantprickarna representerar ett livskraftigt alternativ till dagens ljuskällor i nanoskala, och de förtjänar utforskning som en partikel, nanoskala ljuskällor för optiska "kvantkretsar", ultrakänsliga sensorer, och medicinsk diagnostik.

"Förutom att uppvisa avsevärt förbättrad prestanda jämfört med traditionella producerade kvantprickar, dessa nya ansträngda prickar kan erbjuda oöverträffad flexibilitet när det gäller att manipulera deras emissionsfärg, i kombination med det ovanligt smala, "subtermisk" linjebredd, sa Victor Klimov, leda Los Alamos-forskaren i projektet. "De klämda prickarna visar också kompatibilitet med praktiskt taget alla substrat eller inbäddningsmedium samt olika kemiska och biologiska miljöer."

De nya kolloidala bearbetningsteknikerna möjliggör förberedelse av praktiskt taget idealiska kvantpunktsutsändare med nästan 100 procent emissionskvantutbyten som visas för ett brett spektrum av synliga, infraröda och ultravioletta våglängder. Dessa framsteg har utnyttjats inom en mängd olika ljusemissionstekniker, resulterade i framgångsrik kommersialisering av kvantpricksskärmar och TV-apparater.

Nästa gräns är utforskning av kolloidala kvantprickar som en partikel, ljuskällor i nanoskala. Sådana framtida "single-dot"-tekniker skulle kräva partiklar med mycket stabila, icke-fluktuerande spektrala egenskaper. Nyligen, det har gjorts avsevärda framsteg när det gäller att eliminera slumpmässiga variationer i emissionsintensitet genom att skydda en liten emitterande kärna med ett särskilt tjockt yttre skikt. Dock, dessa tjocka skalstrukturer uppvisar fortfarande starka fluktuationer i emissionsspektra.

I en ny publikation i tidskriften Naturmaterial , Los Alamos-forskare visade att spektrala fluktuationer i enpunktsutsläpp nästan helt kan undertryckas genom att tillämpa en ny metod för "töjningsteknik". Nyckeln i detta tillvägagångssätt är att kombinera i ett kärna/skal-motiv två halvledare med riktningsasymmetrisk gittermissanpassning, vilket resulterar i anisotrop komprimering av den emitterande kärnan.

Detta modifierar strukturerna för elektroniska tillstånd hos en kvantpunkt och därmed dess ljusemitterande egenskaper. En implikation av dessa förändringar är förverkligandet av regimen för lokal laddningsneutralitet för det emitterande "exciton"-tillståndet, vilket avsevärt minskar dess koppling till gittervibrationer och fluktuerande elektrostatisk miljö, nyckeln till att undertrycka fluktuationer i det emitterade spektrumet. En ytterligare fördel med de modifierade elektroniska strukturerna är en dramatisk minskning av emissionslinjebredden, som blir mindre än rumstemperaturens termiska energi.