ENGINEERINGNET.BE - Kwantumdots zijn halfgeleiderdeeltjes van enkele nanometers groot met optische en elektronische eigenschappen die kunnen worden aangepast op basis van hun grootte.
‘Kwantumdots bestaan al zo’n dertig jaar als materiaalklasse. In het begin werden ze alleen gebruikt vanwege hun optische eigenschappen," aldus Maria Antonietta Loi, hoogleraar fotofysica en opto-elektronica bij de Rijksuniversiteit Groningen.
"Pas in de afgelopen vijftien jaar hebben wetenschappers ook aandacht voor de mogelijkheden voor opto-elektronische apparaten. Het is nu duidelijk dat dit potentieel groot is, aangezien je kwantumdots als legoblokjes kunt gebruiken om zo het materiaal met de gewenste eigenschappen te maken."
"Als je kwantumdots in een rooster rangschikt, kun je een metamateriaal maken: een materiaal waarvan de structuur de eigenschappen bepaalt, en niet de chemische samenstelling. Het belangrijkste hierbij is dat je door de grootte van de kwantumdots aan te passen, de kleur van het licht dat wordt geabsorbeerd of uitgezonden kunt bepalen."
"Door ze in een soort superkristal te ordenen, kun je goede elektrische geleiding verkrijgen. En door het oppervlak van de kwantumdots functioneel te maken, kun je de mate van elektrische geleiding aanpassen. Dit is uiterst nuttig voor het maken van infrarood fotodetectoren. Dankzij ons eerdere onderzoek weten we al dat we de kwantumdots ook driedimensionaal kunnen ordenen, waardoor een superkristal ontstaat. Nu willen we hier fotodetectoren mee maken."
"Deze fotodetectoren zullen veel sneller zijn dan standaard kwantumdot-fotodetectoren, omdat we door het ordenen van de kwantumdots de snelheid waarmee elektronen worden vervoerd, kunnen vergroten. Dit is bijvoorbeeld nuttig in lidartechnologie, een manier om afstand te meten met behulp van licht en een snelle fotodetector. Zelfrijdende auto’s zouden hier bijvoorbeeld baat bij kunnen hebben. Lidartechnologie met gewone halfgeleiders is erg duur en beperkt daardoor de toepassingen in het dagelijks leven. Wij denken dat deze apparaten veel betaalbaarder zullen worden door ze te maken van geordende kwantumdots."
Hoewel het onderzoek van Loi in de kern fundamenteel is, vindt ze het belangrijk om toepassingen te ontwikkelen.
"Fundamenteel onderzoek en de toepassing daarvan versterken elkaar. Als we de fundamentele eigenschappen van nieuwe materialen begrijpen, kunnen we ook de opto-elektronische apparaten die ermee worden gemaakt verbeteren, waardoor ons fundamenteel onderzoek relevanter en impactvoller wordt. Daarom ben ik blij dat ik de faciliteiten heb om fundamenteel onderzoek te doen én alle apparatuur en cleanrooms die nodig zijn om opto-elektronische apparaten te maken."
Aan dit onderzoek is een ERC Proof of Concept-beurs toegekend.
