Infrapunavaloa kvanttipisteistä

Chicagon yliopiston tutkijat ovat osoittaneet tavan luoda infrapunavaloa kolloidisten kvanttipisteiden avulla. Tutkijat sanoivat, että menetelmä on lupaava; pisteet ovat jo yhtä tehokkaita kuin olemassa olevat perinteiset menetelmät, vaikka kokeet ovat vielä alkuvaiheessa.

Uudenlaiset pisteet voisivat joskus muodostaa perustan infrapunalasereille sekä pienille ja kustannustehokkaille antureille, kuten pakokaasutestereissä tai alkometreissä käytettäville.

"Tällä hetkellä näiden pisteiden suorituskyky on lähellä olemassa olevia kaupallisia infrapunavalonlähteitä ja meillä on syytä uskoa, että voimme parantaa sitä merkittävästi", sanoo professori Philippe Guyot-Sionnest yliopistonsa tiedotteessa. "Olemme erittäin innoissamme mahdollisuuksista."

Kolloidiset kvanttipisteet ovat pieniä kiteitä jotka säteilevät erivärisiä valoa esimerkiksi televisionäytöillä. Mutta kvanttipistevalon tuottamien infrapuna-aallonpituudella ei ole oikein onnistunut.

Infrapunalaserit valmistetaan nykyään molekyyliepitaksialla, joka toimii hyvin, mutta on työ- ja kustannusintensiivinen. Tiedemiehet ajattelivat, että voisi olla toinen tapa.

Guyot-Sionnest ja hänen tiiminsä ovat kokeilleet kvanttipisteitä ja infrapunateknologiaa vuosia. Aiempien keksintöjensä pohjalta he päättivät luoda "kaskadi"-tekniikan, jota käytetään laajalti lasereiden valmistukseen, mutta jota ei ollut koskaan saavutettu kolloidisilla kvanttipisteillä.

Tässä "kaskadi"-tekniikassa tutkijat ohjaavat sähkövirran laitteen läpi, joka lähettää miljoonia elektroneja kulkemaan sen läpi. Jos laitteen arkkitehtuuri on juuri oikea, elektronit kulkevat useiden eri energiatasojen läpi, kuten putoavat alas sarjan vesiputouksia. Joka kerta kun elektroni putoaa alas energiatasolle, sillä on mahdollisuus säteillä osa tästä energiasta valona.

Tutkijat pohtivat, voisivatko he luoda saman efektin kvanttipisteillä. He loivat mustan "musteen" biljoonista pienistä nanokiteistä, levittivät sen pinnalle ja lähettivät sähkövirran läpi.

"Ajattelimme, että se todennäköisesti toimisi, mutta olimme todella yllättyneitä siitä, kuinka hyvin se toimi", Guyot-Sionnest sanoi. "Näimme valoa heti ensimmäisestä kokeilusta lähtien."

He toivovat, että löytö voi johtaa huomattavasti halvempiin infrapunavaloihin ja lasereihin, mikä voisi avata uusia sovelluksia.

"Mielestäni se on yksi parhaista esimerkeistä kvanttipisteiden mahdollisesta sovelluksesta", Guyot-Sionnest sanoi. "Muilla materiaaleilla voitaisiin saavuttaa monia muita sovelluksia, mutta tämä arkkitehtuuri toimii todella vain kvanttimekaniikan ansiosta. Mielestäni se vie alaa eteenpäin todella mielenkiintoisella tavalla.

Aiheesta aiemmin:

Uusia näkymiä infrapunan alueilla