3 типа квантовых точек

Квантовые точки ядрового типа

Квантовые точки ядрового типа - самая простая форма. Они состоят из одного однородного полупроводникового материала. Их размер обычно варьируется от двух до десяти нанометров. Световое излучение зависит от размера частиц. Маленькие точки излучают свет в синем диапазоне, а большие - в красном. Эти точки легко изготовить в лаборатории. Благодаря своей структуре они хорошо удерживают электроны. Они часто используются в простых устройствах освещения и визуализации. Во многих исследовательских проектах используются точки типа core, поскольку они обладают устойчивым и предсказуемым поведением.

Обычно в квантовых точках сердцевинного типа используются такие материалы, как селенид кадмия. Этот тип отличается чистым световым спектром. Они также хорошо работают при использовании в прототипах устройств отображения. Эксперименты в реальных условиях показали, что эти точки можно настроить на излучение различных цветов, просто изменив их размер в процессе производства. В результате получается материал с высокой степенью контроля светового потока. Многие электронные устройства полагаются на такие свойства.

Квантовые точки с ядром-оболочкой

Квантовые точки с оболочкой имеют по крайней мере один дополнительный слой, покрывающий ядро. Дополнительная оболочка часто изготавливается из другого полупроводника. Слой оболочки улучшает светоотдачу и общую стабильность. Благодаря ему точка с меньшей вероятностью разрушится или потускнеет со временем. По своей конструкции они похожи на фрукты с защитной кожурой.

Например, ядро из селенида кадмия может быть покрыто оболочкой из сульфида цинка. Такая комбинация обеспечивает меньшее количество дефектов и более яркое покрытие. Оболочка защищает ядро от воздействия окружающей среды, например от окисления. На практике эти точки используются в высококачественных экранах, передовых светодиодных устройствах и даже в некоторых осветительных приборах, где важна чистая цветопередача. Их более сложная структура повышает как долговечность, так и производительность. Пользователи отмечают более длительный срок службы дисплеев, в которых используются квантовые точки с ядрами оболочек.

Легированные квантовые точки

Легированные квантовые точки сочетают в своей сердцевине более одного полупроводникового материала. Их смешанный состав позволяет инженерам тонко настраивать цвет и физические свойства. Регулируя соотношение сплавов, можно получить различные цвета излучения. Этот тип обеспечивает дополнительную степень свободы при проектировании. Легированные точки могут демонстрировать более равномерное поведение при изменении температуры. Процесс смешивания обычно уравновешивает свойства исходных материалов, что приводит к стабильным характеристикам эмиссии.

Обычный сплав может включать смесь кадмия, цинка и селена. Исследователи используют эту смесь для получения точек с меньшим количеством токсичных материалов по сравнению с традиционными точками на основе кадмия. Легированные квантовые точки используются в солнечных батареях и биомедицинской визуализации, где требуется точное управление светом. Они хорошо вписываются в системы, требующие высокой точности настройки. Спроектированная смесь идеально подходит для приложений, где нужны одновременно яркие цвета и безопасные материалы.

Таблица сравнительных данных

Ниже приведена таблица, в которой показаны некоторые ключевые различия между тремя типами квантовых точек.

Области применения квантовых точек

Квантовые точки находят широкое применение в повседневных и высокотехнологичных устройствах. Их можно найти в телевизорах высокой четкости и компьютерных мониторах. Устройства используют их для получения насыщенных и ярких цветов. Например, телевизор, в котором используется технология квантовых точек, обеспечивает более высокую точность цветопередачи и энергоэффективность по сравнению со старыми ЖК-экранами. Это заставило многие компании, производящие электронику, включить их в свои новые продукты.

1. в освещении квантовые точки помогают создавать энергосберегающие светодиодные лампы. Их способность излучать сильный и стабильный свет делает их популярным выбором. Многие светодиодные продукты теперь могут похвастаться более длительным сроком службы благодаря этим точкам.

2. в биомедицине квантовые точки помогают в визуализации и отслеживании молекул. Они могут помечать клетки ярким, легко обнаруживаемым светом. В медицинских исследованиях они используются для отслеживания путей развития заболеваний. Это приводит к улучшению методов диагностики и планирования лечения.

3. Солнечные батареи также получают пользу от квантовых точек. Новые конструкции солнечных батарей включают в себя слои квантовых точек, которые помогают более эффективно поглощать солнечную энергию. Некоторые исследования показали, что использование квантовых точек может повысить эффективность на 20 % по сравнению с традиционными панелями. Такие улучшения важны при создании солнечных ферм или портативных солнечных зарядных устройств.

4. Другие полезные примеры включают квантовые точки в датчиках и новых типах лазеров. Их малый размер и настраиваемые световые свойства идеально подходят для тонко контролируемых задач зондирования. В лазерах они обеспечивают яркие, стабильные световые пучки, которые можно настраивать для широкого спектра применения как в промышленности, так и в научных исследованиях.

Заключение

Мы рассмотрели три типа квантовых точек и их уникальные особенности. Квантовые точки с сердцевиной - это чистота и простота. Квантовые точки с оболочкой добавляют защитный слой, который повышает производительность. Легированные квантовые точки смешивают элементы, чтобы обеспечить настраиваемый и безопасный световой поток. Сферы их применения простираются от дисплеев до солнечных батарей и медицинской визуализации. Будущее квантовых точек светло и полно практических преимуществ. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к Stanford Advanced Materials (SAM).

Часто задаваемые вопросы

F: Из чего состоят квантовые точки?
В: Квантовые точки обычно изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как селенид кадмия, сульфид цинка или их комбинации.

F: Могут ли квантовые точки использоваться в солнечных батареях?
В: Да, они используются в солнечных батареях для улавливания солнечного света и повышения эффективности преобразования энергии.

F: Квантовые точки с оболочкой служат дольше, чем точки с оболочкой?
В: Да, оболочка защищает ядро от воздействия окружающей среды и повышает их общую долговечность.