Pode ser possível alcançar novos níveis de miniaturização, Rapidez, e processamento de dados com computadores quânticos ópticos, que usam luz para transportar informações. Por esta, precisamos de materiais que possam absorver e transmitir fótons. No jornal Angewandte Chemie , Cientistas chineses introduziram uma nova estratégia para construir cristais de heteroestrutura fotônica com propriedades ajustáveis. Usando uma haste cristalina com listras que fluorescem em cores diferentes, eles desenvolveram um protótipo de uma porta lógica.

A equipe liderada por Ze Chang e Xian-He Bu alcançou sucesso usando estruturas metal-orgânicas especialmente construídas (MOFs) - estruturas semelhantes a redes feitas de "nós" metálicos ligados por ligantes orgânicos. Essas estruturas contêm cavidades em forma de gaiola que podem conter outras moléculas como "hóspedes". Nesse caso, os convidados e uma parte dos ligantes integrados na rede são combinados para que os convidados possam transferir elétrons para a molécula do ligante (transferência de carga). Esses sistemas tendem a apresentar fluorescência. A cor da fluorescência de um determinado MOF depende do tipo de hóspede.

Uma outra vantagem das estruturas MOF é que sua cristalização ocorre através do crescimento de camadas em um núcleo de cristalização em uma direção preferida. Os pesquisadores da Universidade Nankai, Tianjin, o Centro de Inovação Colaborativa de Ciência Química e Engenharia, Tianjin e Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências, Pequim (China) foi então capaz de produzir cristais em forma de bastão. Durante a cristalização, eles variavam os tipos de moléculas convidadas incorporadas. Isso resultou em bastonetes "listrados" com domínios separados que apresentam fluorescência diferente. Por exemplo, eles produziram hastes cujas extremidades absorvem a luz ultravioleta e fluorescem azul-esverdeada, enquanto o centro absorve a luz verde visível e emite luz vermelha. Porque eles estão em contato direto, a energia pode ser transferida entre os domínios, e alguns dos fótons verde-azulados podem ser transmitidos para a porção central, causando assim uma fluorescência vermelha. Mais importante, essas hastes se comportam como condutores de luz, o que significa que não importa qual ponto é irradiado, parte da luz fluorescente é transportada por toda a haste até suas extremidades.

Com base neste tipo de cristal, os pesquisadores desenvolveram um protótipo de circuito lógico com duas "entradas" e duas "saídas"; isso é, locais onde a luz pode ser armazenada ou registrada e sinais vermelhos e / ou azul-esverdeados gerados, respectivamente. Os pesquisadores prevêem aplicações potenciais para seus cristais MOF em componentes com circuitos ópticos integrados, como diodos fotônicos, processadores de sinal no chip, e portas lógicas ópticas.