Co je to kvantová studna?

Kvantová jamka se používá k omezení elektronů při specifické úrovni energie. Kvantové studny se skládají z extrémně tenkého polovodiče s malou pásmovou mezerou, která spočívá mezi materiálem s větší mezerou pásma. Jsou extrémně malé, obvykle mezi 1 a 20 nanometry. Nejčastěji se používají v laserových diodách a infračerveném zobrazování. Mezery pásma jsou oblasti v orbitálu elektronu mezi pozemním stavem, kde normálně spočívají elektrony a vodivé pásmo, vyšší energetické orbitály se pohybují, když jsou nadšené. Mezery jsou bariéry mezi pozemními pásy a vodivými pásmami, které brání elektronů v dosažení vodivého pásma, aniž by získaly více energie, než ve svých pozemních stavech. Čím větší je mezera pásma, tím více energie je nutné, aby elektrony skočily na tuto mezeru a dosáhly vodivého pásma.

Jakmile elektron dosáhne vodivého pásma, uvolní jeho přebytekenergie a spadne zpět do svého pozemního stavu. Umístěním mikroskopicky tenkého polovodiče mezi materiálem s mezerami pásma příliš široký na to, aby se elektrony snadno skočily, mohou vědci donutit, aby elektrony zůstaly v dvourozměrné oblasti tenkého polovodiče. Tpající elektrony tímto způsobem umožňují specifickou manipulaci s energií.

Protože elektrony se mohou pohybovat pouze ve dvou směrech, mohou produkovat pouze typ energie, kterou si vědce nebo výrobce přeje. Tato energie je také zaměřena na extrémně úzký proud. Konfference vytvářejí kvůli tomuto zaměření přesné lasery pro optická zařízení. Známý příklad kvantové jamky je v přehrávačích přehrávače v kompaktních disku (CD).

kvantové studny se jmenují „Wells“ nejen kvůli jejich chování zachycovacích elektronů, jako je studna, která by zachytila ​​vodu, ale také kvůli jejich vzhledu při grafu. Když jsou kvantové studny pictuČervené na energetické vs. grafy polohy vypadají jako hluboká údolí nebo jamky, často v pravoúhlém tvaru. Kvantová jamka je typem potenciální studny, což znamená, že existuje potenciál pro minimální pevné množství energie, která má být vyrobena.

Pěstovaná, spíše než vytvořená, je kvantová jamka obvykle vyrobena z materiálu, jako je arzenid gallium obklopený hliníkovým arzenidem. Studny jsou pěstovány, nejčastěji, procesem zvaným epitaxy molekulárního paprsku, který používá výpotkové buňky k natáčení molekul látky na základní látce. Tato metoda vytvoří jednu atomovou vrstvu materiálu studny při každém odpálení buňky.