Il rilassamento dei vettori ad alta energia (elettroni e fori) nelle nanopiastrine colloidali è stato misurato dai ricercatori del Nanophotonics Group presso il Center for Nanoscale Materials, lavorando con i colleghi dell'Università di Chicago. Le misurazioni mostrano che i vettori si comportano come vettori nei pozzi quantistici. I pozzi quantistici hanno trovato ampia applicazione nell'optoelettronica, e i nuovi risultati suggeriscono che le nanopiastrine colloidali dovrebbero trovare applicazioni simili, con l'ulteriore vantaggio che possono essere prodotti a basso costo e in grandi quantità.

I pozzi quantici sono sottili strati di semiconduttori in cui i portatori di carica sono confinati in una dimensione ma sono liberi di muoversi nelle altre due dimensioni. Tale confinamento significa che queste strutture hanno bande ottiche sintonizzabili e possono assorbire ed emettere luce fortemente, che li rende buoni materiali per modulatori ottici e laser a semiconduttore. Fino a poco tempo fa, i pozzi quantistici potrebbero essere prodotti solo utilizzando costose tecniche di crescita dei cristalli come l'epitassia a fascio molecolare e l'epitassia in fase vapore metallo-organica. Recentemente, però, sono stati sviluppati metodi per sintetizzare chimicamente sottili, piatto, nanocristalli semiconduttori in soluzione. Queste "nanopiastrine" sono spesse solo pochi strati atomici ma larghe da decine a centinaia di nanometri. I portatori di carica in queste strutture dovrebbero quindi comportarsi come farebbero in un pozzo quantistico. Le misurazioni dell'assorbimento ottico e dell'emissione da nanopiastrine hanno indicato che questo è davvero il caso, ma le prove sono state indirette, e i risultati di diversi gruppi sono stati quantitativamente in disaccordo tra loro.

I nuovi esperimenti utilizzano misurazioni della fotoluminescenza risolte nel tempo e in frequenza per monitorare il modo in cui i portatori di carica ad alta energia si rilassano nelle nanopiastrine. Il rilassamento osservato era coerente con il comportamento del pozzo quantistico, e qualitativamente diverso da quello che ci si aspetterebbe per un punto quantico, dove i vettori sono confinati in tutte e tre le dimensioni. Inoltre, il rilassamento è rapido, avviene in meno di 50 picosecondi. Ciò significa che le nanopiastrine dovrebbero servire bene come materiale attivo nei modulatori ottici e nei laser a semiconduttore.