Punt quàntic

De Viquipèdia
Salta a: navegació, cerca
Fig.1 Diferents tipus de material de punt quàntic irradiats amb una font de llum ultraviolada, emeten llum d'espectre diferent.

Punt quàntic (en anglès Quantum Dot) és un partícula de material semiconductor de dimensions de només diversos nanòmetres. Els punts quàntics pertanyen al món de la nanotecnologia. Molts tipus de punts quàntics emeten llum en una freqüència determinada quan se'ls aplica electricitat o llum, i aquesta freqüència emesa pot ser sintonitzada amb precisió tot canviant la mida i material d'aquest punt quàntic. Dintre d'aquesta nanoestructura , els electrons de la banda de conducció i els forats de la banda de valència, queden confinats i es comporten con si es tractés d'un sol àtom. Els punts quàntics exhibeixen propietats intermèdies entre els materials semiconductors i les molècules discretes.

Fig.2 Vista idealitzada d'un punt quàntic de forma piramidal d'arseniur d'indi (InAs) sobre arseniur de gal.li (GaAs)

Les seves propietats òptiques depenen de la mida i forma: punts quàntics de 2-3 nm emeten longituds d'ona més curta, resultant els colors blau i verd. Aplicacions potencials són Leds, làsers, transistors, cèl·lules solars, computadors quàntics... [1] [2] [3]

Història[modifica | modifica el codi]

El terme “quantum dot” fou concebut el 1988. Van ser descoberts per Alexey Ekimox en una matriu de cristall amb solucions col.loidals. [4] [5]

Explicació física[modifica | modifica el codi]

  • El punt quàntic és el confinament de partícules en un espai limitat. [6]
  • Segons el principi d'incertesa de Heisenberg () quan més limitem la primera variable llavors per a mantenir el producte constant a cal que augmenti molt la segona variable , que és precisament la quantitat de moviment, o sigui la velocitat, i per tant s'incrementa l'energia. També equival a augmentar la banda prohibida (bandgap). Vegeu Fig.3
Fig.3 Model de bandes : banda de conducció (superior), banda prohibida (centre) i banda de valència (inferior)

Comparació entre punt quàntic i àtoms[modifica | modifica el codi]

Els punts quàntics també es coneixen amb el nom d'àtoms artificials ja que es comporten com a una partícula discreta : [7]

Paràmetre Àtom Punt quàntic
Dimensions 2-100 nm 0,1 nm
Energia de salt 1 eV 0,1 meV
Energia d'ionització 10 eV 0,1 meV
Camp magnètic T 1-10 T

Aplicacions potencials[modifica | modifica el codi]

  • Computació, es podem utilitzar el punts quàntics com a qubits.
  • Biologia, s'empren com a substituts de tints orgànics.
  • Dispositius fotovoltaics, com cèl.lules solars amb major rendiment.
  • Dispositius emissors de llum, amb un rendiment molt més alt.
  • Dispositius fotodetectors

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Quantum Dots Explained: What they are and why they’re awesome» (en anglès). TrustedReviews, 26-04-2017.
  2. Moynihan, Tim «What Are Quantum Dots, and Why Do I Want Them in My TV?» (en anglès). WIRED, 26-04-2016.
  3. «Quantum Dots» (en anglès). www.nanosysinc.com. [Consulta: 26 abril 2017].
  4. «Quantum Dots - ETHW» (en anglès). ethw.org. [Consulta: 26 abril 2017].
  5. «History Of Quantum Dots | Navillum Nanotechnologies» (en anglès). navillum.com. [Consulta: 26 abril 2017].
  6. «Quantum dot» (en anglès). nanohub.org. [Consulta: 26 abril 2017].
  7. «Quantum dots» (en anglès). folk.uio.no. [Consulta: 26 abril 2017].