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Nanotecnologia

Raios laser poderão ser feitos de pontos quânticos

Agência FAPESP - 01/06/2007

Raios laser poderão ser feitos de pontos quânticos

Um novo tipo de material baseado na nanotecnologia, que pode ser usado na construção de futuros equipamentos de raios laser foi o destaque da última edição da revista Nature. São os nanocristais semicondutores, também conhecidos como pontos quânticos, estruturas com dimensões na faixa dos bilionésimos de metro.

Amplificadores ópticos

No interior de todo raio laser se encontra um material que, ao ser estimulado por uma fonte de energia externa, amplifica um feixe de luz. Em teoria, nanocristais semicondutores teriam grande potencial para tal uso, especialmente porque as cores da luz emitida podem ser ajustadas em muitas variações.

Entretanto, na prática trata-se de materiais difíceis de lidar. Mas não impossíveis, como demonstrou um estudo feito por um grupo do Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos.

O problema desses cristais é conseguir um dos principais requisitos para a produção de lasers, a amplificação óptica. Para poderem ser usados com tal finalidade, os nanocristais precisam conter pelo menos dois éxcitons - par elétron-lacuna, precursor para emissões de luz em semicondutores -, mas, devido ao pequeno tamanho desses cristais, um éxciton anula o outro antes que a amplificação óptica possa ocorrer.

Semicondutores

Os cientistas conseguiram resolver o problema ao desenhar nanocristais com centros e camadas externas feitas de materiais semicondutores diferentes - sulfeto de cádmio dentro por dentro e seleneto de zinco por fora. Com isso, os elétrons e lacunas ficaram fisicamente isolados e, nas estruturas resultantes, apenas um éxciton por nanocristal foi necessário para conseguir a amplificação óptica.

Segundo os autores, o estudo abre uma porta para a construção de lasers mais eficientes, que podem ter diversas aplicações na optoeletrônica, como em tecnologias de microlaboratórios em processadores (lab-on-a-chip) ou em dispositivos de processamento de informação quântica.

Bibliografia:

Artigo: Single-exciton optical gain in semiconductor nanocrystals
Autores: Victor I. Klimov, Sergei A. Ivanov, Jagjit Nanda, Marc Achermann, Ilya Bezel, John A. McGuire, Andrei Piryatinski
Revista: Nature
Data: 24 May 2007
Vol.: Volume 447 Number 7143 pp 353-506
DOI: 10.1038/nature05839





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