Dall'Università di Rochester Quantum Dot attivi con un materiale bidimensionale

Il diseleniuro di tungsteno, che appartiene ad una classe di cristalli bidimensionali conosciuti come metalli dicalcogenuri di transizione, sembra essere un candidato particolarmente interessante per la produzione di quantum dot a stato solido in grado di emettere radiazione elettromagnetica nello spettro del visibile.

Un gruppo di ricercatori dell'Università di Rochester afferma che il lavoro portato avanti con il diseleniuro di tungsteno ha permesso per la prima volta di riuscire a realizzare quantum dot attivi dal punto di vista ottico con un materiale bidimensionale. La ricerca, pubblicata su Nature Nanotechnology, permetterà di stabilire una base di partenza per integrare la fotonica quantistica con l'elettronica a stato solido e tracciare una nuova strada in direzione della fotonica integrata.

Il team di Rochester ha provveduto a depositare uno sopra l'altro due fogli di diseleniuro di tungsteno dello spessore di un atomo: "Abbiamo iniziato con un cristallo nero che andiamo a stratificare fino a quando non otteniamo un foglio di diseleniuro di tungsteno dello spessore di un atomo" spiega Nick Vamivakas, principale autore della pubblicazione. I piccoli difetti che si vengono a creare nel punto di sovrapposizione dei due strati altro non sono che i quantum dot.

I ricercatori hanno scoperto che realizzando i quantum dot con l'elaborazione dei difetti del diseleniuro di tungsteno, non vi sono impatti sulle prestazioni ottiche o elettriche del semiconduttore, le cui proprietà ottiche ed elettriche possono essere controllate applicando sia un campo elettrico, sia un campo magnetico. Ciò permette di controllare l'intensità dell'emissione luminosa dei quantum dot così prodotti semplicemente applicando una differenza di potenziale. Nelle future iterazioni della tecnologia i ricercatori cercheranno di usare la tensione anche per controllare il colore dell'emissione luminosa.

I quantum dot prodotti con questo metodo possono trovare impiego nelle applicazioni di nanofotonica e nella spintronica, disciplina che studia la possibilità di codificare l'informazione con lo spin degli elettroni e non con la loro carica, come avviene nell'elettronica: "Ciò che rende il diseleniuro di tungsteno estremamente versatile è che il colore dei singoli fotoni emessi dal quantum dot è correlato con il suo spin" ha osservato Chitraleema Chakraborty, uno degli autori della pubblicazione.