Wat is een Quantum Dot?
Een kwantumstip is een deeltje met een geschatte grootte van één nanometer dat de weergave-eigenschappen van een halfgeleider heeft. Een halfgeleider is een vast materiaal dat een bepaalde hoeveelheid elektrische geleidbaarheid bezit. Silicium is een van de meest populaire materialen die worden gebruikt bij het maken van een kwantumstip.
De grootte van de kwantumdot, een miljardste van een meter, kan ervoor zorgen dat deze ongebruikelijke eigenschappen vertoont die niet aanwezig zijn in grotere monsters van een halfgeleidermateriaal. Deze eigenschappen kunnen enkele voordelen voor de mens hebben, waaronder, maar niet beperkt tot, energie- en lichtproductie. In tegenstelling tot sommige vormen van nanotechnologie is de kwantumstip niet theoretisch. Het is gemaakt in een echte wereld.
De sleutel tot de kwantumstip zit in de elektronen. Elektronen bezetten een van twee banden in het kristal van een materiaal. Door de juiste stimuli te geven, kan een elektron, of misschien meer dan één, worden aangemoedigd om van de ene band naar de andere te gaan. Terwijl het van de ene band naar de andere beweegt, creëert het een gat, dat positief geladen is. Samen worden het gat en het elektron een exciton genoemd.
Het elektron en het gat in de exciton houden normaal gesproken afstand van elkaar. Dit wordt de Exciton Bohr-straal genoemd. Als het kristal echter verkleind is, verdringt het deze kloof. Zodra dat gebeurt, verandert het vermogen van het kristal om energie te absorberen en uit te stralen. Op dit punt wordt de kwantumstip gecreëerd. Verschillende kleuren kunnen worden verkregen door de kwantumstip te verkleinen of te vergroten.
De kwantumstip heeft een aantal verschillende toepassingen. Meerdere kwantumstippen kunnen worden gebruikt als lichtgevende dioden in sign-displays, celkleuring voor life science-observatie, zelfs inkten die kunnen helpen bij het vinden van vervalsingen. Een andere beveiligingstoepassing die binnenkort kan worden gerealiseerd, is luminescerend stof, dat kan worden gebruikt om indringers in beperkte gebieden te volgen.
Net als glasvezel kunnen kwantumstippen ook worden gebruikt om gegevens te verzenden. Sommige schattingen suggereren dat gegevensoverdracht met kwantumstippen een miljoenvoudige toename kan zijn ten opzichte van standaard Ethernet-verbindingen.
Hoewel dit enkele van de meest geavanceerde toepassingen zijn, zijn er ook meer alledaagse. Quantum dots kunnen worden gebruikt als lichtbron in gebouwen, of zelfs als verlichting voor computerschermen.