A kvantum dot vagy kvantumpont is ismert az angol neve kvantumpont egy nanoszerkezetű a félvezetők . Fogva mérete és jellemzői, úgy viselkedik, mint egy potenciális jól , amely korlátozza a elektronok (és a lyukak ) a három dimenzió a tér, egy olyan régióban, amelynek mérete a sorrendben a hossza hullám a elektronok ( hullámhossza de Broglie ), néhány tíz nanométer egy félvezetőben. Ez a korlátozás kvantumpont tulajdonságokat ad , amelyek közel állnak az atom tulajdonságaihoz , ezért a kvantumpontokat néha „mesterséges atomoknak” nevezik.
A felfedezés a kvantum pontok nyúlik vissza, a 1980-as években, először azonosították egy üvegmátrix által Alexei Ekimov (in) , és egy olyan kolloid oldatot által Louis E Brus (a) . A „ quantum dot ” kifejezés megfelel a Mark Reed által kitalált angol „ quantum dot ” kifejezésnek.
A kvantumpontok számos technikával hozhatók létre, például kolloid szintézissel vagy litográfiai struktúrák alkalmazásával. A kvantumpontok egy másik típusa az epitaxiális kvantumpont, amelyet például a Stransky-Krastanov technika hoz létre. . Az ötlet az, hogy két különböző sávszélességű félvezető anyagból heteroszerkezetet neveljünk, és a rácsparaméterek között kismértékű különbség van.
Az azonos kémiai elemű atomok, az indium jó jelölt, egy "apró monolit" -ot alkotnak . Ez utóbbi öt egymást követő rétegből áll: félvezető, szigetelő réteg, indium atomok, kerámia réteg és fém kupak. Ezt követően egy felesleges elektron, amely a szerkezetbe szorul, az indium-atomokat (ha kevesen vannak) "kollektív atomot" alkotják . Ha extra elektronok vannak csapdában, pályák jelennek meg. Ezért ez a kvantumpont „egyfajta holografikus virtuális atom, amely betartja a kvantummechanika szabályait . "
Egy izraeli start-up az ipar előtti szakaszban prototípusokat fejlesztett ki szerves vegyületeken alapuló kvantum pontok (úgynevezett nanodotok ) felhasználásával ( közel 2 nanométer nagyságú polipeptidek ), azzal a céllal, hogy ultratöltött hordozható akkumulátorokat állítsanak elő . perc egy modern okostelefonhoz szükséges kapacitásért), valamint színes kijelzők (összehasonlíthatók az AMOLED folyamatokkal). Nagyobb léptékben a folyamat megoldást jelenthet az elektromos járművek számára.
A kutatók tanulmányozták a tranzisztorokban való alkalmazást , a fotovoltaikus panelek javítását , a különböző hullámhosszúságú emissziót LED-ekben (" Quantum light emitting diodes " vagy QD-LED-ek) vagy akár diódasugarakban is . a rákos sejtek kimutatása.
Kvantumpontok is van egy alkalmazás a számítástechnikában, ahol qubit (qunities) kicseréli a jelenlegi 0 és 1 rendszer.
A folyamatnak az az előnye, hogy nem igényel ritkaföldfémeket (mint a legtöbb elektronikus technológiában), és sokkal kevésbé szennyező a gyártása vagy újrahasznosítása, mint az ásványi félvezetőket használó hagyományos elemek és képernyők; hanem azt is, hogy kevésbé energiaigényes módon lehessen előállítani, mivel a nanobokkok természetes összeszerelő képességgel rendelkeznek (csakúgy, mint az élő sejtek peptidjei. A nanódobozok valóban sok érdekes tulajdonsággal rendelkeznek: fluoreszcencia a látható tartomány (éjszaka lehetséges fényjelzés, napelemes töltés napközben), elektrokémia (ionfogás, szennyezésmentesítés, gyógyszerek előállítása), gyógyszerek védelme és intracelluláris transzportja (alternatív megoldás vírusok vagy baktériumok használatára), kozmetikai alkalmazások , szövetek megerősítése és színezése, töltésfelvétel (elemek), piezoelektromosság (nyomás- vagy mozgásérzékelők gyártása, repüléstechnikai alkalmazások), nemlineáris optika (szelektív szűrés, orvosi korrekciós optika vagy védő, orvosi képalkotás ...).
A kvantumpontok kvantumoptikai kísérletekhez is használhatók . Optikai üregekkel kombinálva egyetlen foton forrásaként használhatók.