Los puntos cuánticos - ¿Cuáles son los puntos cuánticos?

Un punto cuántico es un semiconductor cuya excitones son confinados en las tres dimensiones espaciales. Como resultado, tienen propiedades que se encuentran entre las de semiconductores a granel y los de las moléculas discretas.

Fueron descubiertos a principios de la década de 1980 por Alexei Ekimov en una matriz de vidrio y de Louis E. Brus en soluciones coloidales. El término "Quantum Dot" fue acuñado por Mark Reed.

Los investigadores han estudiado los puntos cuánticos en los transistores, células solares, LED y láser diodo. También han investigado los puntos cuánticos como agentes de imágenes médicas y la esperanza de usarlos como qubits.

En términos simples, los puntos cuánticos semiconductores que son la realización de las características están estrechamente relacionadas con el tamaño y la forma del cristal individual.

En general, cuanto menor sea el tamaño del cristal, más grande la brecha de banda, mayor es la diferencia de energía entre la banda más alta de la banda de valencia y de conducción más baja se convierte, por tanto, más energía se necesita para excitar el punto, y al mismo tiempo, más energía se libera cuando los rendimientos de cristal para su estado de reposo.

Por ejemplo, en aplicaciones de tinte fluorescente, esto equivale a frecuencias más altas de la luz emitida después de la excitación del punto como el tamaño del cristal se hace más pequeño, lo que resulta en un cambio de color de rojo a azul en la luz emitida.

Las principales ventajas en el uso de puntos cuánticos es que, debido al alto nivel de control posible sobre el tamaño de los cristales producidos, es posible tener un control muy preciso sobre las propiedades conductoras del material.

En un suelto (a granel) del semiconductor, un par electrón-hueco se suelen enlazar dentro de una longitud característica, que se llama el radio de Bohr excitón y se calcula mediante la sustitución del núcleo atómico cargado positivamente con el agujero en la fórmula de Bohr. Si el electrón y el hueco son más limitadas, a continuación, las propiedades del cambio de semiconductores. Este efecto es una forma de confinamiento cuántico, y es un elemento clave en muchos países emergentes estructuras electrónicas.

Los puntos cuánticos son especialmente importantes para aplicaciones ópticas, debido a su alto coeficiente de extinción. En aplicaciones electrónicas que se ha comprobado que funcionan como un electrón solo transistor y mostrar el efecto de bloqueo de Coulomb. Los puntos cuánticos también se han sugerido como implementaciones de qubits para el tratamiento de la información cuántica.

La posibilidad de ajustar el tamaño de los puntos cuánticos es una ventaja para muchas aplicaciones. Por ejemplo, más puntos cuánticos tienen un mayor espectro de desplazamiento hacia el rojo en comparación con puntos más pequeños, y presentan propiedades cuánticas menos pronunciada. Por el contrario, las partículas más pequeñas permiten tomar ventaja de los efectos cuánticos más sutiles.

Al ser cero, puntos cuánticos dimensionales tienen una densidad más nítida de los estados de dimensiones las estructuras superiores. Como resultado, han de transporte superior y propiedades ópticas, y están siendo investigados para su uso en láseres de diodo, amplificadores y sensores biológicos.


Los puntos cuánticos pueden ser excitados en el mayor campo electromagnético producido localmente por las nanopartículas de oro, que a continuación se puede observar desde la resonancia de plasmón superficial en el espectro de excitación fotoluminiscente de (CdSe) nanocristales ZnS.


calidad de puntos cuánticos-alta son ideales para aplicaciones de codificación y multiplexación óptica debido a sus perfiles de excitación y amplio o estrecho espectro de emisión simétrica.


Las nuevas generaciones de los puntos cuánticos tienen alcance potencial de la medida para el estudio de los procesos intracelulares en la molécula de un solo nivel, resolución de imagen de alta celulares, a largo plazo en la observación in vivo de la trata de células, el tumor de orientación y diagnóstico.

Además de la reclusión en las tres dimensiones es decir, de punto cuántico - cuánticos semiconductores otros confinados incluyen:

•hilos cuánticos, que los electrones o confinar residuos o agujeros en dos dimensiones espaciales y permitir la propagación libre en el tercero.
•pozos cuánticos, que los electrones o confinar residuos o agujeros en una dimensión y permiten la propagación libre en dos dimensiones.