Kas ir kvantu punkts?

Kvantu punkta izmērs, viena miljardā daļa no metra, var radīt neparastas īpašības, kas nav sastopamas lielākos pusvadītāju materiāla paraugos. Šīs īpašības var sniegt zināmas priekšrocības cilvēkiem, tostarp, bet ne tikai, enerģijas un gaismas ražošana. Atšķirībā no dažām nanotehnoloģiju formām kvantu punkts nav teorētisks. Tas ir izveidots reālās pasaules vidē.

Kvantu punkta atslēga atrodas elektronos. Elektroni materiāla kristālā aizņem vienu no divām joslām. Nodrošinot atbilstošus stimulus, elektronu vai, iespējams, vairāk nekā vienu, var mudināt pārvietoties no vienas joslas uz otru. Pārvietojoties no vienas joslas uz otru, tas rada caurumu, kas ir pozitīvi uzlādēts. Kopā caurums un elektrons tiek saukti par eksitonu.

Elektrons un caurums eksitonā parasti saglabā attālumu viens no otra. To sauc par Exciton Bohr Radius. Tomēr, ja kristāla izmērs ir samazināts, tas pārpilda šo plaisu. Kad tas notiek, tas maina kristāla spēju absorbēt un izstarot enerģiju. Šajā brīdī tiek izveidots kvantu punkts. Dažādas krāsas var iegūt, samazinot vai palielinot kvantu punkta izmēru.

Kvantu punktam ir vairākas dažādas lietojumprogrammas. Vairākus kvantu punktus var izmantot kā gaismas diodes zīmju displejos, šūnu krāsošanā dzīvības zinātnes novērojumiem, pat tintes, kas var palīdzēt pamanīt viltojumus. Vēl viena drošības lietojumprogramma, kas drīzumā varētu tikt realizēta, ir luminiscējoši putekļi, ko varētu izmantot, lai izsekotu pārkāpējus ierobežotās zonās.

Līdzīgi kā optiskās šķiedras, datu pārraidei var izmantot arī kvantu punktus. Daži aprēķini liecina, ka datu pārsūtīšana, izmantojot kvantu punktus, varētu būt miljons reižu lielāka nekā standarta Ethernet savienojumi.

Lai gan šīs ir dažas no visprogresīvākajām lietojumprogrammām, ir arī ikdienišķākas programmas. Kvantu punktus var izmantot kā gaismas avotu ēkās vai pat datoru ekrānu apgaismojumu.