Kuantum noktaları

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Kolloidal kuantum noktaları UV ışığı ile aydınlatılmış. Farklı boyutlardaki kuantum noktaları farklı renklerde ışık yayar.

Kuantum noktaları (İngilizce: Quantum Dots, QD) kuantum mekanikleri nedeniyle daha büyük parçacıkların sahip olduğundan farklı olan optik ve elektronik özelliklere sahip, boyutu birkaç nanometreyi bulan yarı iletken parçacıklardır. Eğer bir kuantum noktası UV ışığıyla aydınlatılırsa, kuantum noktasındaki elektron daha yüksek enerji seviyesine çıkabilir. Böyle olması hâlinde, bu süreç bir elektronun valans bandından iletim bandına geçişine karşılık gelir. Bu uyarılmış elektron valans bandına geri döner ve enerjisini bırakır. Elektronu uyarma biçimi ışık emisyonudur. Bu ışık emisyonu (fotolüminesans) sağdaki şekilde gösterilmiştir. Işığın rengi valans ve iletim bandı arasındaki enerji farkına bağlıdır.

Malzeme dilinde nano ölçekteki yarı iletken malzemeler elektronu veya elektron deliğinden birisini sıkıca hapseder. Kuantum noktaları yapay atomlar olarak da bilinir. Bunun sebebi aynı doğal atomlarda ve moleküllerde olduğu gibi kuantum noktalarının tekliği ve kuantum noktalarında ayrı ve birbirine bağlı elektronik enerji seviyelerinin bulunmasıdır.[1][2] Kuantum noktalarındaki elektronik dalga fonksiyonları gerçek atomlarda olanlarınkine benzetildi.[3] İki veya daha fazla kuantum noktasının birleşmesiyle yapay molekül yapılabilir, oda sıcaklığında dahi bu hibritleşme görülebilir.[4]

5-6 nm çapındaki daha büyük kuantum noktaları kırmızı ve turuncu gibi daha uzun dalga boyları yayar. 2-3 nm çapındakiler ise mavi ve yeşil gibi daha kısa dalga boyları yayar. Kuantum noktalarının kullanılabileceği yerler arasında tek atom transistörü, güneş panelleri, LED'ler, lazerler, tek-foton kaynakları, kuantum bilgisayarları, hücre biyolojisi araştırmaları ve medikal resimleme gösteriliyor.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Ashoori, R. C. (1996). "Electrons in artificial atoms". Nature. 379 (6564). ss. 413-419. Bibcode:1996Natur.379..413A. doi:10.1038/379413a0. 
  2. ^ Kastner, M. A. (1993). "Artificial Atoms". Physics Today. 46 (1). ss. 24-31. Bibcode:1993PhT....46a..24K. doi:10.1063/1.881393. 
  3. ^ Banin, Uri; Cao, YunWei; Katz, David; Millo, Oded (August 1999). "Identification of atomic-like electronic states in indium arsenide nanocrystal quantum dots". Nature (İngilizce). 400 (6744). ss. 542-544. Bibcode:1999Natur.400..542B. doi:10.1038/22979. ISSN 1476-4687. 6 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Aralık 2020. 
  4. ^ Cui, Jiabin; Panfil, Yossef E.; Koley, Somnath; Shamalia, Doaa; Waiskopf, Nir; Remennik, Sergei; Popov, Inna; Oded, Meirav; Banin, Uri (16 Aralık 2019). "Colloidal quantum dot molecules manifesting quantum coupling at room temperature". Nature Communications (İngilizce). 10 (1). s. 5401. Bibcode:2019NatCo..10.5401C. doi:10.1038/s41467-019-13349-1. ISSN 2041-1723. PMC 6915722 $2. PMID 31844043.