Квантовые точки

Квантовые точки

Квантовая точка — фрагмент проводника или полупроводника, ограниченный по всем трём пространственным измерениям и содержащий электроны проводимости. Точка должна быть настолько малой, чтобы были существенны квантовые эффекты. Это достигается, если кинетическая энергия электрона \frac{\hbar^2}{2m d^2} (d — характерный размер точки, mэффективная масса электрона на точке), обусловленная неопределённостью его импульса, будет заметно больше всех других энергетических масштабов: в первую очередь больше температуры, выраженной в энергетических единицах.

Конструкции квантовых точек

Квантовой точкой может служить любой достаточно маленький кусочек металла или полупроводника. Исторически первыми квантовыми точками, вероятно, были микрокристаллы селенида кадмия CdSe. Электрон в таком микрокристалле чувствует себя как электрон в трёхмерной потенциальной яме, он имеет много стационарных уровней энергии с характерным расстоянием между ними \frac{\hbar^2}{2m d^2} (точное выражение для уровней энергии зависит от формы точки). Аналогично переходу между уровнями энергии атома, при переходе между энергетическими уровнями квантовой точки может излучаться фотон. Возможно также забросить электрон на высокий энергетический уровень, а излучение получить от перехода между более низколежащими уровнями (люминесценция). При этом, в отличие от настоящих атомов, частотами переходов легко управлять, меняя размеры кристалла. Собственно, наблюдение люминесценции кристаллов селенида кадмия с частотой люминисценции определяемой размером кристалла и послужило первым наблюдением квантовых точек.

В настоящее время множество экспериментов посвящено квантовым точкам, сформированым в двумерном электронном газе. В двумерном электронном газе движение электронов перпендикулярно плоскости уже ограничено, а область на плоскости можно выделить с помощью затворных металлических электродов, накладываемых на гетероструктуру сверху. Квантовые точки в двумерном электронном газе можно связать туннельными контактами с другими областями двумерного газа и изучать проводимость через квантовую точку. В такой системе наблюдается явление кулоновской блокады.

Применение квантовых точек

Квантовые точки ещё сравнительно новый объект для исследования, поэтому о широком промышленном применении речи пока не идёт. Но оптические свойства микрокристаллов-квантовых точек уже используются в самых неожиданных исследованиях, в которых требуется удобная, перестраиваемая люминесценция, например в биологических исследованиях.

Квантовые точки — один из главных кандидатов для представления кубитов в квантовых вычислениях.

Существует программа создания дисплеев на квантовых точках —

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Квантовые точки" в других словарях:

  • квантовые точки —  Quantum Dots  Квантовые точки (КТ)   Изолированные нанообъекты, свойства которых существенно отличаются от свойств объемного материала такого же состава. Следует отметить, что квантовые точки являются скорее математической моделью, чем реальными …   Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

  • Полупроводниковые наногетероструктуры (квантовые точки и квантовые проволоки на основе двумерного электронного газа) — Статьигетероструктура полупроводниковаяквантовая проволокаквантовая точкаквантовая яматуннелирование (Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО») …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Нанокристаллы и наночастицы (в том числе квантовые точки) — Статьи"двуликие" частицыагломератагломерацияанизотропиябиомиметические наноматериалыгидродинамический радиусгипертермияголубой сдвигдоставка лекарственных средствквантовая точкаквантовая ямаколлоидный раствор …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • КВАНТОВЫЕ ЧИСЛА — целые или дробные числа, к рые определяют возможные значения физ. величин, характеризующих квант. системы (ат. ядро, атом, молекулу и др.), отд. элем. ч цы, гипотетич. ч цы кварки и глюоны. К. ч. были впервые введены в физику для описания… …   Физическая энциклопедия

  • Квантовые черные дыры — Общая теория относительности Математическая формулировка ОТО Космология Фундаментальные идеи Специальная теория относительности …   Википедия

  • Квантовые чёрные дыры — Общая теория относительности Математическая формулировка ОТО Космология Фундаментальные идеи Специальная теория относительности …   Википедия

  • НЕПОЛИНОМИАЛЬНЫЕ КВАНТОВЫЕ ТЕОРИИ ПОЛЯ — нелинейные квантовые теории поля, в к рых лагранжиан взаимодействия имеет неполиномиальную по полям форму. В традиц. квантовой теории поля (КТП) обычно используются полиномиальные лагранжианы (т. е. представляемые в виде многочлена от ф ций поля… …   Физическая энциклопедия

  • МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ — совокупность явлений, в к рых характерные особенности квантовой механики непосредственно проявляются в поведении макроскопич. объектов. В большинстве случаев поведение макроскопических (содержащих большое число атомов) тел с высокой точностью… …   Физическая энциклопедия

  • Дисплей на квантовых точках — Квантовые точки облученные ультрафиолетовым светом. Различные размеры квантовых точек излучают различные цвета. QD LED, QLED(от англ. quantum dot «квантовая точка»)  технология создания дисплеев, основанная на использовании квантовых… …   Википедия

  • Квантовая точка — У этого термина существуют и другие значения, см. Точка (значения). Квантовая точка  фрагмент проводника или полупроводника (например InGaAs, CdSe или GaInP/InP), носители заряда (электроны или дырки) которого ограничены в пространстве по… …   Википедия

Книги

Другие книги по запросу «Квантовые точки» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»