p Pesquisadores da Universidade de Rochester mostraram que defeitos em um semicondutor atomicamente fino podem produzir pontos quânticos emissores de luz. Os pontos quânticos servem como fonte de fótons únicos e podem ser úteis para a integração da fotônica quântica com a eletrônica de estado sólido - uma combinação conhecida como fotônica integrada. p Os cientistas começaram a se interessar por dispositivos integrados de estado sólido para uso no processamento de informações quânticas. Os pontos quânticos em semicondutores atomicamente finos podem não apenas fornecer uma estrutura para explorar a física fundamental de como eles interagem, mas também permitem aplicações nanofotônicas, dizem os pesquisadores.

p Os pontos quânticos são freqüentemente chamados de átomos artificiais. Eles são defeitos de engenharia artificial ou de ocorrência natural em sólidos que estão sendo estudados para uma ampla gama de aplicações. Nick Vamivakas, professor assistente de ótica da Universidade de Rochester e autor sênior do artigo, adiciona que atomicamente fino, Materiais 2D, como o grafeno, também geraram interesse entre cientistas que desejam explorar seu potencial para optoeletrônica. Contudo, até agora, pontos quânticos opticamente ativos não foram observados em materiais 2D.

p Em um artigo publicado em Nature Nanotechnology esta semana, os pesquisadores de Rochester mostram como o disseleneto de tungstênio (WSe2) pode ser transformado em um semicondutor atomicamente fino que serve como uma plataforma para pontos quânticos de estado sólido. Talvez o mais importante seja os defeitos que criam os pontos não inibem o desempenho elétrico ou óptico do semicondutor e podem ser controlados pela aplicação de campos elétricos e magnéticos.

p Vamivakas explica que o brilho da emissão do ponto quântico pode ser controlado aplicando-se a voltagem. Ele acrescenta que o próximo passo é usar a voltagem para "ajustar a cor" dos fótons emitidos, o que pode possibilitar a integração desses pontos quânticos com dispositivos nanofotônicos.

p Uma vantagem chave é como é muito mais fácil criar pontos quânticos em disseleneto de tungstênio atomicamente fino em comparação com a produção de pontos quânticos em materiais mais tradicionais como o arseneto de índio.

p "Começamos com um cristal preto e, em seguida, removemos camadas dele até que tenhamos um resto extremamente fino, uma folha atomicamente fina de disseleneto de tungstênio, "disse Vamivakas.

p Os pesquisadores pegam duas dessas folhas atomicamente finas e colocam uma sobre a outra. No ponto em que eles se sobrepõem, um ponto quântico é criado. A sobreposição cria um defeito na folha 2D lisa de material semicondutor. Os semicondutores extremamente finos são muito mais fáceis de integrar com outros componentes eletrônicos.

p Os pontos quânticos no disseleneto de tungstênio também possuem um grau quântico intrínseco de liberdade - o spin do elétron. Esta é uma propriedade desejável, pois o spin pode tanto atuar como um armazenamento de informações quânticas quanto fornecer uma sonda do ambiente de pontos quânticos local.

p "O que torna o disseleneto de tungstênio extremamente versátil é que a cor dos fótons emitidos pelos pontos quânticos está correlacionada com o spin do ponto quântico, "disse o primeiro autor Chitraleema Chakraborty. Chakraborty acrescentou que a facilidade com que os spins e os fótons interagem uns com os outros deve tornar esses sistemas ideais para aplicações de informação quântica, bem como metrologia em nanoescala.