Los puntos cuánticos son estructuras exageradamente pequeñas
que tienen propiedades semiconductoras y están disueltas o embebidas en muchos
materiales que generalmente se sintetizan hoy día. Precisamente por su
propiedades su tamaño es que son llamadas así. La propiedad más notable de estos
semiconductores es que los electrones quedan atrapados dentro de esas
estructuras al punto que las describen como “confinamientos” o “corazas
cristalinas” y para que ello ocurra requieren cierta cantidad de energía. Otra
particularidad que tienen estas sustancias es que los electrones se comportan
como si estuvieran dentro de un átomo y una vez que son liberados, entonces
emiten un fotón, de manera semejante a lo que ocurre en un átomo y de allí que
los puntos cuánticos sean denominados con el sobrenombre de “átomos
artificiales”.
Además podríamos decir que estas corazas, que mencionábamos, no
son simples, más bien semejan “fortalezas” en miniatura. ¿Por qué? La razón es
relativamente simple, estos semiconductores en particular tienen ciertas
barreras energéticas, que son llamadas “bandas” y que corresponden a su propia
estructura química y física. Cada punto cuántico está formado por tres
estructuras que vienen a ser como las defensas de una fortaleza la más externa
es una “cobertura” a base de un compuesto orgánico (como el foso de agua que
rodea un castillo), la que le sigue es como la muralla y se denomina “shell” o
concha como diríamos en español que suele ser de un sulfuro u óxido de un metal
y luego el núcleo o “core” en inglés que se forma con una aleación de un metal y
un semiconductor. Esas estructuras corresponden a las mencionadas bandas de
energía y los electrones tienen que “saltar” estas bandas o barreras para llegar
al núcleo. Para que los electrones puedan quedar atrapados entre estas bandas se
necesita la presencia de la luz, ahora lo interesante es que pueden quedarse
allí permanentemente, sin regresan a su estado de movimiento.
Supongamos que tenemos un número muy grande de puntos
cuánticos en un material translúcido y por medio de un pequeño láser marcamos
algunos de esos puntos y otros no. Nos encontraríamos con que unos de esos
puntos emiten luz y otros no, un sí o un no, unos y ceros. Sería la base para
almacenar información en lenguaje binario por medio de puntos luminosos, en
otras palabras tendríamos la base de una computadora cuántica. Claro que esto
está pañales y los experimentos, aunque prometedores, simplemente están lejos de
confirmar la posibilidad de construir la primera computadora cuántica a base de
este fenómeno.
Un detalle
interesante es que el tamaño del punto cuántico define el tipo de luz que va a
emitir y no tanto su naturaleza química, como ocurre con otras sustancias. Esto
permite almacenar la información en “capas de colores” como ocurre con los
famosos DVD de doble capa o permiten imprimir sellos de seguridad en los
billetes y documentos valiosos, que son invisibles a simple vista pero que si
usamos luz ultravioleta se pueden observar. También los encontramos en los
diodos luminosos que son usados tan comúnmente en los lectores de DVD y CD así
como en las famosas pantallas LED. También pueden ser colocados en sustancias
químicas que sirven de marcadores para células cancerígenas, de manera que el
cirujano ilumina con luz ultravioleta el tejido y puede remover con facilidad
las partes cancerígenas pues estas se hacen visibles con tal luz. Las
aplicaciones son casi infinitas.
