(Phys.org) —En physique, il y a petit, et puis il y a la nullité – comme dans la dimension zéro.

Les chercheurs de l'Université de Cincinnati ont atteint ce seuil avec une structure spéciale qui pourrait un jour conduire à de meilleurs moyens d'exploiter l'énergie solaire, lasers plus puissants ou appareils de diagnostic médical plus sensibles.

Ces structures sont des nanofils semi-conducteurs. Teng Shi, doctorante à l'UC, affirme qu'elle et une équipe de chercheurs ont observé des signatures optiques uniques indiquant que les excitations électroniques au sein de ces nanofils peuvent être confinées à un état de dimension zéro appelé "point quantique".

Cette dernière découverte consiste à devenir petit, mais sa signification est tout sauf. La capacité de l'équipe de recherche à contrôler l'énergie de confinement en faisant varier la taille de la boîte quantique ouvre un monde de possibilités.

"Explorer la physique de base des nanofils semi-conducteurs permet d'envisager des applications ou de concevoir des structures d'applications, " déclare Shi du département de physique de l'UC. "Ces structures sont des candidats potentiels pour une variété d'applications, y compris le photovoltaïque, lasers et nanocapteurs ultra-sensibles."

Shi présentera la recherche de l'équipe « Imagerie par photoluminescence dépendante de la température des tubes à puits quantiques à hétérostructure GaAs/AlGaAs » lors de la réunion de l'American Physical Society (APS) qui se tiendra du 3 au 7 mars à Denver. Près de 10, 000 professionnels, des universitaires et des étudiants assisteront à la réunion de l'APS pour discuter des nouvelles recherches de l'industrie, universités et laboratoires du monde entier.

Cette recherche fait progresser les travaux précédemment effectués sur les nanofils semi-conducteurs à l'UC. En utilisant une coque mince appelée tube à puits quantique et en la faisant croître – jusqu'à environ 4 nanomètres d'épaisseur – autour du noyau du nanofil, les chercheurs ont découvert que les électrons dans le nanofil étaient distribués d'une manière inhabituelle par rapport aux facettes du tube hexagonal. Le résultat est un fil quantique, comme une longue ficelle plusieurs fois plus fine qu'un cheveu humain.

Maintenant, ils ont poussé les choses encore plus loin, passer des fils à une dimension aux points quantiques à zéro dimension. Ces petites structures pourraient avoir un effet important sur une variété de technologies. Les semi-conducteurs sont au centre de l'électronique moderne. Des ordinateurs, Les téléviseurs et les téléphones portables en ont. Ils sont fabriqués à partir de la forme cristalline d'éléments qui ont des propriétés de conductivité électrique scientifiquement bénéfiques. De nombreux semi-conducteurs sont en silicium, mais l'arséniure de gallium est utilisé dans cette recherche.