La génération d'un champ électrique par la compression et l'expansion de matériaux solides est connue sous le nom d'effet piézoélectrique, et il a un large éventail d'applications allant des objets de tous les jours tels que les montres, capteurs de mouvement et systèmes de positionnement précis. Des chercheurs du Département de chimie de l'Université McGill ont maintenant découvert comment contrôler cet effet dans les semi-conducteurs à l'échelle nanométrique appelés « points quantiques, " permettant le développement de nouveaux produits incroyablement petits.

Bien que le mot « quantique » soit utilisé dans le langage courant pour désigner quelque chose de très grand, cela signifie en fait la plus petite quantité par laquelle certaines quantités physiques peuvent changer. Une boîte quantique a un diamètre de seulement 10 à 50 atomes, ou moins de 10 nanomètres. Par comparaison, le diamètre de la double hélice d'ADN est de 2 nanomètres. Les chercheurs de McGill ont découvert un moyen de faire résider des charges individuelles à la surface du point, qui produit un grand champ électrique à l'intérieur du point. Ce champ électrique produit d'énormes forces piézoélectriques provoquant une expansion et une contraction importantes et rapides des points en un trillionième de seconde. Plus important encore, l'équipe est capable de contrôler la taille de cette vibration.

Les points quantiques de séléniure de cadmium peuvent être utilisés dans un large éventail d'applications technologiques. L'énergie solaire est un domaine qui a été exploré, mais cette nouvelle découverte a ouvert la voie à d'autres applications de dispositifs nanométriques pour ces points. Cette découverte offre un moyen de contrôler la vitesse et le temps de commutation des dispositifs nanoélectroniques, et peut-être même développer des alimentations à l'échelle nanométrique, moyennant quoi une petite compression produirait une grande tension.

"L'effet piézoélectrique n'a jamais été manipulé à cette échelle auparavant, donc l'éventail des applications possibles est très excitant, " a expliqué Pooja Tyagi, doctorant dans le laboratoire du professeur Patanjali Kambhampati. "Par exemple, les vibrations d'un matériau peuvent être analysées pour calculer la pression du solvant dans lequel ils se trouvent. Avec le développement et la recherche, peut-être pourrions-nous mesurer la tension artérielle de manière non invasive en injectant les points, braquer un laser sur eux, et analyser leur vibration pour déterminer la pression. » Tyagi note que le séléniure de cadium est un métal toxique, et donc l'un des obstacles à surmonter en ce qui concerne cet exemple particulier serait de trouver un matériau de remplacement.