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Was ist ein Quantendot?

Was ist ein Quantum Dot? - Dummies

steigern. Jedes Material auf der Nanoskala ist ein Nanopartikel, das Material, das von Nanotechnologieforschern verwendet wird, um neue Anwendungen für Elemente in dieser winzigen Form zu erforschen. Ein Quantenpunkt ist ein Nanopartikel aus einem beliebigen Halbleitermaterial wie Silizium, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid oder Indiumarsenid.

Quantenpunkte können die Effizienz von Solarzellen erhöhen. In normalen Solarzellen erzeugt ein Lichtphoton ein Elektron. Experimente mit Silizium-Quantenpunkten und Bleisulfid-Quantenpunkten können zwei Elektronen für ein einzelnes Lichtphoton erzeugen. Daher könnte die Verwendung von Quantenpunkten in Solarzellen ihre Effizienz bei der Erzeugung von elektrischer Energie signifikant erhöhen.

Forscher arbeiten auch an der Verwendung von Quantenpunkten in Displays für Anwendungen, die von Ihrem Mobiltelefon bis zu Großbildfernsehern reichen, die weniger Strom verbrauchen würden als aktuelle Displays. Durch Anordnen von Quantenpunkten verschiedener Größe in jedem Pixel eines Anzeigeschirms wären die roten, grünen und blauen Farben verfügbar, die verwendet werden, um das volle Spektrum von Farben zu erzeugen.

Quantenpunkte sind Halbleiter-Nanopartikel, die nach der Beleuchtung durch eine bestimmte Farbe leuchten. Die Farbe, die sie glühen, hängt von der Größe des Nanopartikels ab.

Wenn die Quantenpunkte mit UV-Licht beleuchtet werden, erhalten einige der Elektronen genug Energie, um sich von den Atomen zu befreien. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, sich um die Nanopartikel herum zu bewegen, wodurch ein Leitungsband entsteht, in dem sich Elektronen frei durch ein Material bewegen und Elektrizität leiten können.

Wenn diese Elektronen in die äußere Bahn um das Atom (das Valenzband) zurückfallen, emittieren sie Licht. Die Farbe dieses Lichts hängt von der Energiedifferenz zwischen dem Leitungsband und dem Valenzband ab.

Elektronen in einem Quantenpunkt, der Licht erzeugt.

Je kleiner das Nanopartikel ist, desto höher ist die Energiedifferenz zwischen Valenzband und Leitungsband, was zu einer tieferen blauen Farbe führt. Für einen größeren Nanopartikel ist die Energiedifferenz zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband geringer, was das Leuchten in Richtung Rot verschiebt.

Viele Halbleitersubstanzen können als Quantenpunkte verwendet werden. Nanopartikel jeder anderen Halbleitersubstanz haben die Eigenschaften eines Quantenpunktes. Die Lücke zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, die für alle Halbleitermaterialien vorhanden ist, bewirkt, dass Quantenpunkte fluoreszieren.