Emettendo fotoni da un punto quantico nella parte superiore di una micropiramide, i ricercatori dell'Università di Linköping stanno creando una fonte di luce polarizzata per cose come schermi di computer a risparmio energetico e comunicazioni a prova di intercettazione.

La luce polarizzata, in cui tutte le onde luminose oscillano sullo stesso piano, costituisce la base per tecnologie come i display LCD di computer e televisori, e crittografia quantistica avanzata. Normalmente, questo è creato dalla normale luce non polarizzata che passa attraverso un filtro che blocca le onde luminose indesiderate. Almeno la metà della luce emessa, e quindi una uguale quantità di energia, si perde nel processo.

Un metodo migliore è emettere luce polarizzata proprio alla fonte. Ciò può essere ottenuto con punti quantici, cristalli di materiale semiconduttivo così piccoli da produrre fenomeni di meccanica quantistica. Ma fino ad ora, hanno ottenuto solo una polarizzazione che è o del tutto troppo debole o difficile da controllare.

Un gruppo di ricerca sui materiali semiconduttori guidato dal professor Per Olof Holtz sta ora presentando un metodo alternativo in cui si formano punti quantici asimmetrici di un materiale di nitruro con indio nella parte superiore di microscopiche piramidi a sei facce. Con questi, sono riusciti a creare luce con un alto grado di polarizzazione lineare, in media l'84%. I risultati sono in corso di pubblicazione sul periodico Nature Luce:scienza e applicazioni .

"Stiamo dimostrando un nuovo modo per generare luce polarizzata direttamente, con un vettore di polarizzazione predeterminato e con un grado di polarizzazione sostanzialmente superiore rispetto ai metodi precedentemente avviati, "dice il professor Holtz.

Negli esperimenti, sono stati utilizzati punti quantici che emettono luce viola con una lunghezza d'onda di 415 nm, ma i fotoni possono in linea di principio assumere qualsiasi colore all'interno dello spettro visibile variando la quantità di indio metallico.

"I nostri calcoli teorici indicano che una maggiore quantità di indio nei punti quantici migliora ulteriormente il grado di polarizzazione, "dice il lettore Fredrik Karlsson, uno degli autori dell'articolo.

La micropiramide è costruita attraverso la crescita cristallina, strato di atomo per strato di atomo, del materiale semiconduttore nitruro di gallio. Un paio di strati nanosottili in cui è incluso anche l'indio metallico sono posti sopra a questo. Dal punto quantico asimmetrico così formato in alto, le particelle luminose vengono emesse con una lunghezza d'onda ben definita.

I risultati della ricerca stanno aprendo possibilità, ad esempio per diodi a emissione di luce polarizzata più efficienti dal punto di vista energetico nella sorgente luminosa per schermi LCD. Poiché i punti quantici possono anche emettere un fotone alla volta, questa è una tecnologia molto promettente per la crittografia quantistica, una tecnologia in crescita per le comunicazioni a prova di intercettazione.