จุดควอนตัมเป็นอนุภาคที่มีขนาดประมาณหนึ่งนาโนเมตรซึ่งมีคุณสมบัติการแสดงผลของเซมิคอนดักเตอร์ เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุแข็งที่มีการนำไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง ซิลิคอนเป็นหนึ่งในวัสดุยอดนิยมที่ใช้ในการสร้างจุดควอนตัม
ขนาดของควอนตัมจุดหนึ่งในพันล้านของเมตรสามารถทำให้มันแสดงคุณสมบัติผิดปกติที่ไม่ปรากฏในตัวอย่างขนาดใหญ่ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ คุณสมบัติเหล่านี้อาจมีประโยชน์ต่อมนุษย์รวมถึง แต่ไม่ จำกัด เฉพาะการผลิตพลังงานและแสง ซึ่งแตกต่างจากนาโนเทคโนโลยีบางรูปแบบจุดควอนตัมไม่ใช่ทฤษฎี มันถูกสร้างขึ้นในสภาพแวดล้อมจริง
กุญแจสำคัญในการจุดควอนตัมอยู่ในอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนใช้หนึ่งในสองวงในคริสตัลของวัสดุ โดยการให้สิ่งเร้าที่เหมาะสมอิเล็กตรอนหรืออาจมากกว่าหนึ่งสามารถกระตุ้นให้ย้ายจากวงหนึ่งไปยังอีก ในขณะที่มันเคลื่อนจากวงหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่งมันจะสร้างหลุมซึ่งมีประจุบวก หลุมและอิเล็กตรอนจะถูกเรียกว่า exciton
ปกติอิเล็กตรอนและรูใน exciton จะรักษาระยะห่างจากกันและกัน สิ่งนี้เรียกว่า Exciton Bohr Radius อย่างไรก็ตามหากคริสตัลมีขนาดลดลงก็จะทำให้เกิดช่องว่างนี้ เมื่อมันเกิดขึ้นมันจะเปลี่ยนความสามารถของผลึกในการดูดซับและปล่อยพลังงาน ณ จุดนี้จุดควอนตัมจะถูกสร้างขึ้น สีที่ต่างกันสามารถทำได้โดยการลดหรือเพิ่มขนาดของจุดควอนตัม
จุดควอนตัมมีแอปพลิเคชันต่าง ๆ จำนวนมาก สามารถใช้จุดควอนตัมหลายจุดเป็นไดโอดเปล่งแสงในจอแสดงผลสัญญาณการย้อมสีเซลล์เพื่อการสังเกตวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตหรือแม้แต่หมึกที่สามารถช่วยในการตรวจจับของปลอม แอปพลิเคชั่นความปลอดภัยอื่นที่สามารถรู้ได้ในไม่ช้าคือฝุ่นเรืองแสงซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อติดตามผู้บุกรุกในพื้นที่ จำกัด
เช่นเดียวกับไฟเบอร์ออพติกจุดควอนตัมอาจถูกใช้เพื่อส่งข้อมูล ประมาณการบางอย่างชี้ให้เห็นว่าการถ่ายโอนข้อมูลโดยใช้จุดควอนตัมอาจเพิ่มขึ้นเป็นล้านเท่าเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อ Ethernet มาตรฐาน
ในขณะที่นี่เป็นแอพพลิเคชั่นที่ล้ำสมัยบางส่วน จุดควอนตัมสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงในอาคารหรือแม้แต่ไฟส่องสว่างสำหรับหน้าจอคอมพิวเตอร์
