(Phys.org) —En física, hay pequeño y luego está la nulidad, como en dimensión cero.

Los investigadores de la Universidad de Cincinnati han alcanzado este umbral con una estructura especial que algún día puede conducir a mejores formas de aprovechar la energía solar. láseres más fuertes o dispositivos de diagnóstico médico más sensibles.

Estas estructuras son nanocables semiconductores. La estudiante de doctorado de la UC Teng Shi dice que ella y un equipo de investigadores han observado firmas ópticas únicas que indican que las excitaciones electrónicas dentro de estos nanocables pueden limitarse a un estado de dimensión cero llamado "punto cuántico".

Este último descubrimiento se trata de volverse pequeño, pero su significado es todo lo contrario. La capacidad del equipo de investigación para controlar la energía de confinamiento variando el tamaño del punto cuántico abre un mundo de posibilidades.

"Explorar la física básica de los nanocables semiconductores permite visualizar aplicaciones o diseñar estructuras para aplicaciones, ", dice Shi del Departamento de Física de la UC." Estas estructuras son candidatos potenciales para una variedad de aplicaciones, incluida la energía fotovoltaica, láseres y nanosensores ultrasensibles ".

Shi presentará la investigación del equipo "Imágenes de fotoluminiscencia dependientes de la temperatura de tubos de pozo cuántico heteroestructura de GaAs / AlGaAs" en la reunión de la Sociedad Estadounidense de Física (APS) que se celebrará del 3 al 7 de marzo en Denver. Casi 10, 000 profesionales, académicos y estudiantes asistirán a la reunión de APS para discutir nuevas investigaciones de la industria, universidades y laboratorios de todo el mundo.

Esta investigación avanza el trabajo realizado anteriormente en nanocables semiconductores en UC. Al usar una capa delgada llamada tubo de pozo cuántico y hacerla crecer, hasta aproximadamente 4 nanómetros de espesor, alrededor del núcleo del nanocable, Los investigadores encontraron que los electrones dentro del nanoalambre estaban distribuidos de una manera inusual en relación con las facetas del tubo hexagonal. El resultado es un cable cuántico, como una cuerda larga muchas veces más fina que un cabello humano.

Ahora han llevado las cosas aún más lejos pasando de cables unidimensionales a puntos cuánticos de dimensión cero. Estas pequeñas estructuras podrían tener un gran efecto en una variedad de tecnologías. Los semiconductores están en el centro de la electrónica moderna. Ordenadores, Los televisores y los teléfonos móviles los tienen. Están hechos de la forma cristalina de elementos que tienen propiedades de conductividad eléctrica científicamente beneficiosas. Muchos semiconductores están hechos de silicio, pero en esta investigación se utiliza arseniuro de galio.