Il peut être possible d'atteindre de nouveaux niveaux de miniaturisation, la vitesse, et le traitement de données avec des ordinateurs quantiques optiques, qui utilisent la lumière pour véhiculer des informations. Pour ça, nous avons besoin de matériaux capables d'absorber et de transmettre des photons. Dans la revue Angewandte Chemie , Des scientifiques chinois ont introduit une nouvelle stratégie pour construire des cristaux d'hétérostructure photonique avec des propriétés accordables. En utilisant une tige cristalline avec des rayures fluorescentes de différentes couleurs, ils ont développé un prototype de porte logique.

L'équipe dirigée par Ze Chang et Xian-He Bu a réussi en utilisant des structures métal-organiques (MOF) spécialement construites, des structures en forme de réseau constituées de "nœuds" métalliques pontés par des ligands organiques. Ces structures contiennent des cavités en forme de cage qui peuvent contenir d'autres molécules comme « invités ». Dans ce cas, les invités et une partie des ligands intégrés dans le réseau sont appariés afin que les invités puissent transférer des électrons à la molécule de ligand (transfert de charge). De tels systèmes ont tendance à devenir fluorescents. La couleur de la fluorescence pour un MOF donné dépend du type d'invité.

Un autre avantage des structures MOF est que leur cristallisation se produit par croissance de couches sur un noyau de cristallisation dans une direction préférée. Les chercheurs de l'Université de Nankai, Tianjin, le Centre d'innovation collaborative en sciences et génie chimiques, Tianjin et Institut de chimie Académie chinoise des sciences, Pékin (Chine) a ainsi pu produire des cristaux en forme de bâtonnets. Lors de la cristallisation, ils ont varié les types de molécules invitées incorporées. Cela a abouti à des bâtonnets « rayés » avec des domaines séparés qui émettent une fluorescence différente. Par exemple, ils ont produit des tiges dont les extrémités absorbent la lumière UV et émettent une fluorescence bleu-vert, tandis que le centre absorbe la lumière verte visible et émet de la lumière rouge. Parce qu'ils sont en contact direct, l'énergie peut être transférée entre les domaines, et certains des photons bleu-vert peuvent être transmis à la partie centrale, le faisant ainsi devenir rouge fluorescent. Plus important encore, ces tiges se comportent comme des conducteurs de lumière, ce qui signifie que peu importe quel endroit est irradié, une partie de la lumière de fluorescence est transportée à travers la tige entière jusqu'à ses extrémités.

Sur la base de ce type de cristal, les chercheurs ont développé un prototype de circuit logique avec deux « entrées » et deux « sorties » ; C'est, emplacements où la lumière peut être stockée ou enregistrée et des signaux rouges et/ou bleu-vert générés, respectivement. Les chercheurs envisagent des applications potentielles de leurs cristaux MOF dans des composants à circuits optiques intégrés, comme les diodes photoniques, processeurs de signaux sur puce, et des portes logiques optiques.