نقاط کوانتومی

تعریف: ساختار میکروسکوپی محدود کننده بارهای بار در سه بعد است

آلمانی: Quantenpunkte

ردههای صفحه: دستگاههای فوتونی، اپتیک کوانتومی

نقطه کوانتومی یک ساختار بسیار کوچک است، به عنوان مثال یک نانوبلور نیمه هادی که در ماده ی نیمه هادی دیگری قرار گرفته است، که می تواند الکترون ها یا سایر ناقل ها را در هر سه ابعاد محدود کند.

محاصره حامل یک اثر کوانتومی است. این کاملا چگالی حالت برای ذرات محدود را تغییر می دهد، در مقایسه با تراکم حالت ها برای ذرات در یک قطعه بزرگتر از مواد. برای یک نقطه کوانتومی ایده آل، سطوح انرژی گسسته وجود دارد که مربوط به چگالی شکل دلتا در حالت هایی است که در بین قله های دلتا وجود ندارد. چنین رفتاری از اتم شناخته شده است؛ در این معنا، نقاط کوانتومی را می توان به عنوان یک نوع اتم های مصنوعی در نظر گرفت که در آن سطوح انرژی را می توان با طراحی تنظیم کرد، به عنوان مثال با کنترل اندازه ابعاد کوانتومی و یا ترکیب مواد. در حقیقت، مجموعه های بزرگ نقطه های کوانتومی به طور معمول استفاده می شود و توزیع اندازه آنها منجر به تراکم کششی برخی از دولت ها می شود، به عنوان مثال، گسترش ناهمگن.

نقطه های کوانتومی را می توان از نیمه هادی ها ساخت. این می تواند حتی به طور اتفاقی رخ می دهد زمانی که چاه های کوانتومی نازک با اپی تیکاسیون مولکولی پرتو (MBE) و یا رسوب بخار شیمیایی فلزات آلی (MOCVD) ساخته شده، که در آن برخی از نوسانات ضخامت می تواند رخ دهد. در شرایط معینی (رشد استانسککی-کارانانوف یک ماده ناسازگار با شبکه بر روی برخی از بسترها، مانند InAs در GaAs)، نقاط کوانتومی را می توان به صورت خود به خود سازماندهی کرد، به طوری که آنها بیشتر اندازه و توزیع سازگار را به دست می آورند. پس از آن، آنها اغلب با مواد بستر رشد می کنند. ابعاد نمونه ای از نقاط کوانتومی اغلب به شکل هرم به شکل 5-20 نانومتر است. به نظر می رسد نقطه کوانتومی موضوع فناوری نانو است. تراکم آنها می تواند از 109 نقطه در هر سانتی متر مربع باشد. در اکثر موارد، تعداد زیادی نقطه در یک دستگاه به طور همزمان استفاده می شود، اگر چه برخی از آزمایشات کوانتومی اپتیکی نیاز به نقطه های کوانتومی تک دارند.

همچنین تکنیک هایی برای پردازش نقاط کوانتومی وجود دارد. در اینجا، برخی از ترکیبات پیش ماده در یک حلال آلی در دمای بالا حل می شوند. هنگامی که پیش ساز به طور مداوم به مونومر تبدیل می شود، دومی ممکن است در حلال بیش از حد باشد، به طوری که نانوبلورها شروع به رشد و رشد بیشتر می کنند. سپس محلول کلوئیدی تولید می شود تا بتواند یک لایه حاوی چگالی قابل توجهی از نقاط کوانتومی تولید کند. جاذبه اصلی نقاط کوانتومی معلق کلوئیدی، چشم انداز ساختن آن ها در مقادیر زیاد است. این امر جذاب خواهد بود مثال برای دیود های بزرگ نوردهی، اما برنامه های دیگر نیز در نظر گرفته شده است، برای مثال در نمایش ها [8]، جایی که نقاط کوانتومی هیجانی الکتریکی موجب انتشار نور پیکسل ها، حذف نیاز به نور پس زمینه می شود.

کنترل موقعیت و اندازه نقاط کوانتومی نیز ممکن است با رشد در زیربنای الگو باشد.