InAs- en GaAs-kwantumdots knipperen toch

Onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (Nist) hebben aangetoond dat kwantumdots van indium- en galliumarsenide niet perfect licht uitzenden zoals gedacht. Na metingen met een ultragevoelige techniek concluderen ze dat de deeltjes in een voor toepassingen realistische omgeving een kwantumefficiëntie van slechts vijftig tot tachtig procent hebben.

Fluorescerende nano-objecten kunnen hun energieoverschot zowel stralend als niet-stralend kwijt. In de praktijk gebeurt dat meestal allebei, wat eruit ziet als knipperen: ‘lichte’ en ‘donkere’ periodes die elkaar afwisselen. Kwantumdots van InAs en GaAs leken een van de weinige fluoroforen die dit gedrag niet vertonen. Verondersteld werd dat het stralend vervalmechanisme sterk de overhand had.

Uit de nieuwe metingen van het Nist blijkt dat een misvatting, althans wanneer deeltjes niet volkomen geïsoleerd zijn. Ingebed in een matrix – hetgeen vereist is voor toepassing – gaan ze wel degelijk regelmatig aan en uit. Dit heeft vervelende consequenties voor op fotonen gebaseerde reken- en kwantumcommunicatiesystemen, die een perfecte lichtbron nodig hebben.