Nanocristalli a emissione continua

Il Giornale Online
Il risultato potrebbe aprire la strada alla realizzazione di laser meno costosi e molto più versatili, a dispositivi di illuminazione a LED molto più potenti e a marcatori biologici per il tracciamento di farmaci.

Per più di un decennio, molti tentativi di realizzare sorgenti luminose a emissione continua da singole molecole si sono rivelati infruttuosi, ma ora i ricercatori dell'Università di Rochester in collaborazione con i colleghi della Eastman Kodak Company sono riusciti a ottenere un nanocristallo che sembra superare tutte le difficoltà incontrate in passato.
Il risultato, descritto sulla versione online della rivista “Nature”, potrebbe aprire la strada alla realizzazione di laser meno costosi e molto più versatili, a dispositivi di illuminazione a LED molto più potenti e a marcatori biologici in grado di rivelare dove e quando un farmaco sta interagendo con una cellula, con incredibile precisione.

In molte molecole – così come nei nanocristalli, ovvero nei cristalli di dimensioni dell'ordine del miliardesimo di metro – si verificano eventi casuali in cui può essere assorbito un fotone che però non viene riemesso: l' energia in eccesso viene infatti trasformata “in calore” (o più correttamente, in modi rotazionali e vibrazionali della molecola stessa). Questi periodi “bui” si alternano con periodi in cui la molecola può emettere radiazione normalmente, il che dà luogo a un effetto di intermittenza dell'emissione.

In quest'ultimo studio, Todd Krauss e colleghi hanno preso in considerazione nanocristalli di diversa composizione nell'ambito di una ricerca per individuare nuovi tipi di materiali optoelettronici a basso costo simili a LED. Uno di questi non mostrava segni di intermittenza, anche dopo osservazioni della durata di alcune ore (quando si verificano, le intermittenze sono su scale temporali che variano dai millisecondi ai minuti).
Dopo un'approfondita analisi, Krauss e colleghi sono giunti alla conclusione che il mancato fenomeno è dovuto alla particolare struttura del nanocristallo. Normalmente, questo tipo di materiali ha un nucleo di materiale semiconduttore avvolto in uno strato protettivo di un altro semiconduttore, separato dal primo da una brusca discontinuità.

Il nuovo nanocristallo, invece, ha un gradiente continuo, da un nucleo di cadmio e selenio fino allo strato esterno di zinco e selenio: tale caratteristica sopprime i processi fisici che impediscono l'emissione dei fotoni, con il risultato che il loro flusso è costante quanto quello dei fotoni emessi.
I ricercatori ora sperano che l'applicazione di questi nanocristalli possa portare a laser incredibilmente economici e facili da produrre: semplicemente variando le dimensioni del nanocristallo, per esempio, sarebbe possibile modulare il colore del laser.

Fonte: http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Nanocristalli_a_emissione_continua/1332356

Nanocristalli a emissione continua ultima modifica: 2009-05-13T06:38:46+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l’incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all’autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)