0-D:Nuldimensionelle kvanteprikker identificeret af forskere

(Phys.org) – I fysik, der er lille, og så er der nullitet – som i nuldimensional.

University of Cincinnati forskere har nået denne tærskel med en særlig struktur, der en dag kan føre til bedre måder at udnytte solenergi på, stærkere lasere eller mere følsomme medicinske diagnostiske anordninger.

Disse strukturer er halvleder nanotråde. UC ph.d.-studerende Teng Shi siger, at hun og et team af forskere har observeret unikke optiske signaturer, der indikerer, at elektroniske excitationer i disse nanotråde kan begrænses til en nuldimensionel tilstand kaldet en "kvanteprik."

Denne seneste opdagelse handler om at blive lille, men dens betydning er alt andet end. Forskerholdets evne til at kontrollere indespærringsenergien ved at variere størrelsen af ​​kvanteprikken åbner en verden af ​​muligheder.

"At udforske den grundlæggende fysik af halvleder nanotråde gør det muligt for en at forestille sig applikationer eller at designe strukturer til applikationer, " siger Shi fra UC's Institut for Fysik. "Disse strukturer er potentielle kandidater til en række forskellige applikationer, herunder fotovoltaik, lasere og ultrafølsomme nanosensorer."

Shi vil præsentere holdets forskning "Temperature-dependent Photoluminescence Imaging of GaAs/AlGaAs Heterostructure Quantum Well Tubes" på American Physical Society (APS) møde, der afholdes marts 3-7 i Denver. Næsten 10, 000 fagfolk, forskere og studerende vil deltage i APS-mødet for at diskutere ny forskning fra industrien, universiteter og laboratorier fra hele verden.

Denne forskning fremmer arbejde, der tidligere er udført på halvleder nanotråde ved UC. Ved at bruge en tynd skal kaldet et kvantebrøndrør og dyrke den – til omkring 4 nanometer tyk – omkring nanotrådkernen, forskere fandt, at elektroner i nanotråden blev fordelt på en usædvanlig måde i forhold til facetterne af det sekskantede rør. Resultatet er en kvantetråd, som en lang snor mange gange tyndere end et menneskehår.

Nu har de taget tingene endnu længere, går fra endimensionelle ledninger til nuldimensionelle kvanteprikker. Disse små strukturer kan have en stor effekt på en række forskellige teknologier. Halvledere er i centrum for moderne elektronik. computere, Tv og mobiltelefoner har dem. De er lavet af den krystallinske form af elementer, der har videnskabeligt gavnlige elektriske ledningsevneegenskaber. Mange halvledere er lavet af silicium, men galliumarsenid bruges i denne forskning.