Nuevo Record de Brillo de Puntos Cuanticos

Poniendo puntos cuánticos en un cristal fotónico especialmente diseñado, investigadores de la Universidad de Illinois han demostrado que se refuerza la intensidad de la fluorescencia por un factor de 108. Las aplicaciones potenciales incluyen diodos emisores de luz de alto brillo, interruptores ópticos y biosensores de alta sensibilidad personalizados.

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Los investigadores están empleando cristales fotónicos de una manera nueva. Los sintonizan a la longitud de onda específica de un láser que estimula los puntos cuánticos, lo que permite utilizar la energía más eficientemente y aumentar el brillo.

Un punto cuántico es una diminuta porción de material semiconductor de 2 a 10 nanómetros de diámetro. Cuando es iluminado con luz ultravioleta, invisible para el ojo humano, el punto cuántico emite luz visible.

Para reforzar la fluorescencia, Brian Cunningham y sus colegas de la Universidad de Illinois empiezan por crear hojas plásticas del cristal fotónico. Entonces pegan puntos cuánticos disponibles comercialmente, en la superficie del plástico.

Ellos diseñaron el cristal fotónico para capturar con eficiencia la luz de un láser ultravioleta y concentrar su intensidad dentro de la superficie donde están ubicados los puntos cuánticos.

La absorción reforzada de los puntos cuánticos es la primera mejora que lograron. La emisión dirigida y reforzada desde los puntos cuánticos constituye la segunda.

Los puntos cuánticos normalmente emiten la luz en todas direcciones. Sin embargo, como los puntos cuánticos de los investigadores están depositados sobre un cristal fotónico, la energía puede dirigirse hacia la dirección que se desee, por ejemplo hacia un detector.

Aunque lo que ahora acaban de presentar formalmente los investigadores es la mejora de la intensidad de la fluorescencia por un factor de 108, con respecto a la de los puntos cuánticos depositados sobre una superficie sin patrón, los experimentos más recientes (no publicados) han alcanzado un factor de 550.

El brillo reforzado hace factible el uso de cristales fotónicos y puntos cuánticos en numerosas aplicaciones con biosensores, para detectar desde ADN y otras biomoléculas, hasta células cancerosas, esporas y virus. También pueden ser posibles aplicaciones más sofisticadas, como la medicina personalizada basada en el perfil genético de un individuo.