داخل فرن عند 1100 °C، وهي حرارة انصهار الألومنيوم، ترقد شطيرة من طبقات أشباه الموصلات بسماكة عشرات النانومترات. تُخرج من الفرن، ويُسلَّط عليها ليزر، فتشعّ الطبقات ضوءًا أزرق وكأن شيئًا لم يكن. هذه ليست خدعة، بل نتيجة عمل على الآبار الكمومية: طبقات رقيقة من نيتريد الإنديوم والغاليوم تُحتجز فيها الإلكترونات كما يُحتجز الركاب في مصعد بين طابقين. كان يُعتقد سابقًا أن مثل هذه الحرارة تفكّك هذه الطبقات: تتشتت ذرات الإنديوم وينطفئ الضوء. فصنع الفيزيائيون في مانشستر للآبار درعًا واقية من نيتريد الألومنيوم، واختبروا هل تصمد.

لم يكن الدرع مجرد حاجز، بل حاجزًا ذكيًا. غشاء AlN بسماكة 56 نانومترًا (أي أنحف من شعرة الإنسان بنحو 20 مرة) منع الألومنيوم من التسرب إلى الداخل والامتزاج مع الإنديوم. وبعد كل عملية تلدين من 500 إلى 1100 °C بخطوة 100 °C ومدة تعريض 60 ثانية، كانت العينة تشعّ عند الطول الموجي نفسه 455 نانومترًا. بل إن عرض خط الإشعاع ضاق قليلًا، ما يشير إلى تحسّن تجانس التركيب. أما شدة الضوء فقد انخفضت أولًا ثم عادت إلى الارتفاع: فالعيوب التي كانت تخمد التوهج تعرّضت للتلدين واختفت.

وأكثر ما أثار الدهشة حدث عند الضخ الضعيف بعد التلدين عند 1000 °C. فقد ارتفعت كفاءة إشعاع الآبار الكمومية 30 مرة: من 2,18% إلى 66,02%. وأظهرت نمذجة حركية الحاملات أن مناطق نانوية غنية بالإنديوم تشكّلت داخل الآبار. وهي تعمل كدرع ترموديناميكي: تلتقط الإلكترونات والثقوب، فلا تلتقي بالعيوب وتهلك من دون ضوء. أما الزمن المكافئ لعمر الحاملات فلم يتغيّر تقريبًا: 9,88 نانوثانية بعد 500 °C و9,89 نانوثانية بعد 1000 °C عند الإثارة المركّزة. أي أن الآبار لم تنجُ فحسب، بل صارت تعمل على نحو أفضل.

وأكد مقطع التركيب، المأخوذ بمطيافية الكتلة للأيونات الثانوية، أن الآبار الكمومية الخمس بقيت بدورية 11,68 نانومترًا ومن دون انتشار ملحوظ للألومنيوم إلى الداخل. وهذا أول إثبات على أن طبقة AlN الرقيقة، مقترنة بالتلدين السريع، تتيح الحفاظ على الآبار الكمومية InGaN حتى عند 1100 °C، حيث كان يُتوقع سابقًا تدهور كارثي. كما توفّر البيانات المتحصّلة عن حركية الحاملات أساسًا كميًا لتصميم أجهزة باعثة للضوء مقاومة للحرارة.

لقد صمد الدرع المصنوع من نيتريد الألومنيوم أمام اختبار النار. وصار في الإمكان إخضاع الثنائيات الباعثة للضوء والليزر القائمة على نيتريد الغاليوم بجرأة أكبر لمراحل الإنتاج ذات الحرارة المرتفعة، من دون خشية فقدان طبقتها النشطة. أما الآبار الكمومية التي عاشت فوهة البركان فما زالت تشعّ بالأزرق، مثل ركاب مصعد لم يصلوا إلى الطابق الأعلى فحسب، بل خرجوا منه وقد استراحوا.