Exploración de materiales nanoestructurados
El confinamiento cuántico tridimensional de electrones, agujeros y excitones en microcristales semiconductores, denominados puntos cuánticos, puede conducir a mejoras considerables de los dispositivos optoelectrónicos. Debido a los estados electrónicos plenamente cuantificados de los puntos cuánticos, se espera una reducción notable de las corrientes umbral y la sensibilidad a la temperatura con su utilización en láseres semiconductores. Las investigaciones realizadas en el marco del proyecto NANOMAT se centraron en mejorar las propiedades ópticas de puntos cuánticos autoensamblados de arseniuro de indio (InAs) teniendo en cuenta la interacción excitón-fonón. Los puntos cuánticos autoensamblados se caracterizan por la uniformidad de su tamaño, densidades numéricas altas y, lo que es más importante, altas eficiencias de emisión, características que están en continuo perfeccionamiento para alcanzar el rendimiento de láser previsto. En numerosas mediciones de fotoluminiscencia y espectroscopia Raman de puntos cuánticos autoensamblados, que se habían recogido en los laboratorios de la Universidad de Amberes, se habían observado probabilidades sorprendentemente altas de transiciones ópticas asistidas por fonones. Las mejoras de intensidad en las bandas laterales de los fonones, especialmente con la reducción del tamaño del punto cuántico, no pudieron modelarse teóricamente basándose en la aproximación adiabática de uso común. Efectos no adiabáticos conducentes a una mezcla de los estados de los excitones y fotones proporcionaron la clave fundamental para interpretar los resultados experimentales y, así, integrarlos en el diseño de dispositivos láser. A continuación se consiguió hacer una descripción adecuada de los espectros ópticos de puntos cuánticos semiconductores con la novedosa teoría de las transiciones ópticas asistidas por fonones en puntos cuánticos semiconductores. Los esfuerzos concertados de los socios del proyecto NANOMAT se centraron en proporcionar el apoyo teórico necesario para el diseño de diodos láser avanzados de más fiabilidad para su uso, a corto plazo, en las telecomunicaciones.
