Les nanocristaux semi-conducteurs (points quantiques) du matériau nanohybride mis au point par les chercheurs du MEPhI sont recouverts de ligands (les spirales sur le dessin 1) — des molécules organiques qui empêchent les points quantiques de «se coller». Les points conservent ainsi leurs «particularités individuelles» tout en formant un milieu massif permettant le passage du courant. La conductivité s’effectue «en saut», tout comme avec les semi-conducteurs organiques (à la seule différence qu’avec ces derniers, les sauts d’électrons ne se produisent pas entre des points quantiques mais entre des molécules organiques).

Vladimir Nikitenko, professeur à la chaire de physique des milieux condensés du MEPhI et coauteur de l’étude, explique: «Les travaux que nous avons publiés montrent que le transfert de charge et d’énergie dans les condensats de points quantiques peut être décrit par le formalisme relativement simple du modèle de capture multiple. Cela facilite considérablement la tâche de modélisation théorique de transport nécessaire pour optimiser les caractéristiques des dispositifs optoélectroniques à base de condensats de points quantiques.»

La technologie est basée sur le principe novateur selon lequel en changeant la taille des points quantiques il est possible de gérer facilement les propriétés des éléments solaires — par exemple élargir le spectre d’absorption. La fabrication de condensats de points quantiques est réalisée par des méthodes simples et peu coûteuses, mais pour obtenir un revêtement de qualité il faut minutieusement choisir les conditions de fabrication, ainsi que le type de molécules organiques qui relient les points quantiques entre eux. L’Institut MEPhI a mis au point une technologie de changement de ligands à température ambiante, ce qui permet de changer la distance entre les points quantiques et de contrôler l’efficacité du transfert d’énergie et de charge.