Un experimento nuevo arroja luz sobre los sistemas a nanoescala

idiendo los fotones difractados de un único punto cuántico, una nanoestructura semiconductora, incrementando al mismo tiempo la intensidad del láser para saturar la absorción óptica de dicho punto, los científicos lograron detectar por primera vez interacciones muy débiles entre el material y su entorno gracias al llamado efecto Fano.

Este efecto cambia la manera en la que un átomo o una molécula absorbe luz o radiación, explicó Sasha Govorov, físico teórico de la Universidad de Ohio y coautor del estudio. Ocurre cuando un estado cuántico discreto (un átomo o una molécula) interacciona con un estado continuo del vacío o con el material que lo rodea.

Con frecuencia, el principio de incertidumbre de Heisenberg inhibe la observación del efecto Fano en sistemas a nanoescala, de tal forma que impide observar la interacción entre el sistema y su entorno. Este principio es un concepto de la física cuántica que dice que cuanto más exactamente se dé la posición de una partícula, con menos precisión podrá conocerse su momento, y viceversa. Dada la pequeña escala del sistema, es imposible determinar con precisión ambos factores simultáneamente.

«Según nuestra teoría, el efecto Fano no lineal y el método asociado al mismo podrían aplicarse a una serie de sistemas físicos a fin de revelar interacciones débiles», señaló el Sr. Govorov. «Podemos explorar nuevas fronteras en la óptica cuántica», añadió Khaled Karrai, profesor de la LMU.

Este estudio fue financiado por varias organizaciones nacionales de Alemania, Reino Unido y Estados Unidos, así como por la UE como parte de la red de excelencia SANDiE («Nanoestructuras de semiconductores autoensambladas para nuevos dispositivos de fotónica y electrónica»), que recibe un total de 9,2 millones de euros por medio del Sexto Programa Marco (6PM). SANDiE, red que reúne a 32 socios de 14 países comunitarios y extracomunitarios, trata de formar un planteamiento cohesivo de la investigación en el campo de las nanoestructuras de semiconductores autoensambladas (SAN).

Se cree que estructuras de este tipo como los puntos cuánticos autoensamblados (QD), que se forman espontáneamente en circunstancias específicas cuando se deposita material semiconductor sobre un sustrato en unas pocas capas, ofrecen un modo de menguar aún más el tamaño de los dispositivos electrónicos sin disparar los costes de fabricación.