Emisores individuales a escala nanométrica en semiconductores

Un ambicioso grupo de investigadores financiado con fondos europeos se propuso explorar interacciones cuánticas en el marco del proyecto «Demostration of superradiance in a semiconductor nanostructure» (SUPERRAD). A pesar de los obstáculos relacionados con los elevados costes del equipo y la falta de disponibilidad de muestras de alta pureza, al finalizar el proyecto el equipo había logrado resultados de primera categoría a nivel mundial.

El ámbito del proyecto se desplazó hacia la espectroscopia no lineal coherente, consiguiendo avances significativos en las técnicas actuales y obteniendo resultados innovadores relativos a emisores individuales en sólidos.

Los científicos desarrollaron una técnica espectroscópica nueva utilizando pulsos ópticos cortos de tres haces. Los pulsos generan por resonancia una respuesta no lineal en excitones individuales (un momento dipolar creado por un par electrón-hueco) en puntos cuánticos fuertemente confinados. Esta instalación se comporta mucho mejor que la generación anterior, hasta hace poco tiempo disponible en un único laboratorio en el mundo.

Con ella, el equipo llevó a cabo experimentos básicos en excitones individuales utilizando protocolos de mezcla de cuatro ondas y de mezcla de seis ondas que se basan en la interacción de cuatro o seis campos ópticos coherentes. Los investigadores consiguieron mejorar enormemente la eficiencia de recuperación de respuestas coherentes de puntos cuánticos individuales en semiconductores. El procesamiento de la información cuántica se basa en una correspondencia coherente y reversible entre la luz y la materia, por lo que estos logros son de gran importancia.

Numerosas publicaciones en revistas de prestigio, incluyendo Nature Materials, Nature Communications y Nature Photonics, han puesto de relieve estos trabajos. Esta técnica abre la puerta a la exploración de numerosos materiales y comportamientos, incluida la propagación espacial de la coherencia, y ha convertido al director del proyecto en un líder dentro de este campo.