O relaxamento de portadores de alta energia (elétrons e buracos) em nanoplacas coloidais foi medido por pesquisadores do Nanophotonics Group no Center for Nanoscale Materials, trabalhando com colegas da Universidade de Chicago. As medições mostram que os portadores se comportam como portadores em poços quânticos. Poços quânticos encontraram ampla aplicação em optoeletrônica, e os novos resultados sugerem que as nanoplacas coloidais devem encontrar aplicações semelhantes, com a vantagem adicional de poderem ser produzidos a baixo custo e em grandes quantidades.

Poços quânticos são camadas finas de semicondutores nas quais os portadores de carga estão confinados em uma dimensão, mas são livres para se mover nas outras duas dimensões. Tal confinamento significa que essas estruturas têm bandgaps ópticos ajustáveis ​​e podem absorver e emitir luz fortemente, o que os torna bons materiais para moduladores ópticos e lasers semicondutores. Até recentemente, poços quânticos poderiam ser produzidos apenas usando técnicas caras de crescimento de cristal, como epitaxia de feixe molecular e epitaxia de fase vapor orgânica de metal. Recentemente, Contudo, métodos foram desenvolvidos para sintetizar quimicamente finos, plano, nanocristais semicondutores em solução. Essas "nanoplacas" têm apenas algumas camadas atômicas de espessura, mas de dezenas a centenas de nanômetros de diâmetro. Portadores de carga nessas estruturas devem, portanto, se comportar como se comportariam em um poço quântico. As medições de absorção óptica e emissão de nanoplacas indicaram que este é realmente o caso, mas a evidência foi indireta, e os resultados de diferentes grupos discordam quantitativamente.

Os novos experimentos usam medições de fotoluminescência resolvidas por tempo e frequência para monitorar como os portadores de carga de alta energia relaxam nas nanoplacas. O relaxamento observado foi consistente com o comportamento do poço quântico, e qualitativamente diferente do que seria esperado de um ponto quântico, onde os portadores estão confinados em todas as três dimensões. Além disso, o relaxamento é rápido, ocorrendo em menos de 50 picossegundos. Isso significa que as nanoplacas devem servir bem como material ativo em moduladores ópticos e em lasers semicondutores.