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  • Los puntos cuánticos no son puntos:físicos

    Los puntos cuánticos son "átomos artificiales" de estado sólido que están formados por miles de átomos (esferas amarillas) incrustados en un semiconductor (esferas azules). A pesar de esta complejidad, Hasta ahora se creía que las propiedades de emisión de fotones de los puntos cuánticos eran como los átomos tradicionales, donde una descripción de emisor puntual es suficiente. Debido a sus dimensiones mesoscópicas, sin embargo, Se revela que la descripción del emisor puntual se descompone al comparar la emisión de fotones de puntos cuánticos con orientaciones opuestas en relación con un espejo metálico.

    Investigadores del Grupo de Fotónica Cuántica en DTU Fotonik en colaboración con el Instituto Niels Bohr, La Universidad de Copenhague sorprende al mundo científico con el descubrimiento de que la emisión de luz de los emisores de fotones de estado sólido, los llamados puntos cuánticos, es fundamentalmente diferente de lo que se creía hasta ahora. La nueva información puede encontrar aplicaciones importantes como una forma de mejorar la eficiencia de los dispositivos de información cuántica. Sus hallazgos se publicaron el 19 de diciembre de 2010 en Física de la naturaleza .

    Hoy en día es posible fabricar y adaptar fuentes de luz altamente eficientes que emiten un solo fotón a la vez, que constituye la unidad fundamental de la luz. Estos emisores se denominan puntos cuánticos y están formados por miles de átomos. A pesar de las expectativas reflejadas en esta terminología, los puntos cuánticos no pueden describirse como fuentes puntuales de luz, lo que lleva a la sorprendente conclusión:¡los puntos cuánticos no son puntos!

    Este nuevo conocimiento se realizó mediante el registro experimental de la emisión de fotones de puntos cuánticos colocados cerca de un espejo metálico. Las fuentes puntuales de luz tienen las mismas propiedades estén o no invertidas, y se esperaba que este también fuera el caso de los puntos cuánticos. Sin embargo, Se descubrió que esta simetría fundamental se violaba en los experimentos en DTU donde se observó una dependencia muy pronunciada de la emisión de fotones en la orientación de los puntos cuánticos.

    Los hallazgos experimentales están en excelente acuerdo con una nueva teoría de la interacción luz-materia desarrollada por investigadores de DTU en colaboración con Anders S. Sørensen del Instituto Niels Bohr. La teoría tiene en cuenta la extensión espacial de los puntos cuánticos.

    En la superficie del espejo de metal, existen modos de superficie óptica muy confinados; los llamados plasmones. La plasmónica es un campo de investigación muy activo y prometedor, y el fuerte confinamiento de los fotones, disponible en plasmónicos, puede tener aplicaciones para la ciencia de la información cuántica o la recolección de energía solar. El fuerte confinamiento de los plasmones también implica que la emisión de fotones de los puntos cuánticos se puede alterar fuertemente, y que los puntos cuánticos pueden excitar plasmones con una probabilidad muy grande. El presente trabajo demuestra que la excitación de plasmones puede ser incluso más eficiente de lo que se pensaba. Por lo tanto, el hecho de que los puntos cuánticos se extiendan sobre áreas mucho más grandes que las dimensiones atómicas implica que pueden interactuar de manera más eficiente con los plasmones.

    El trabajo puede allanar el camino para nuevos dispositivos nanofotónicos que exploten la extensión espacial de los puntos cuánticos como un recurso novedoso. Se espera que el nuevo efecto sea importante también en otras áreas de investigación además de la plasmónica, incluidos los cristales fotónicos, electrodinámica cuántica de cavidades, y cosecha ligera.


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