نقطة كمومية
جسيمات أشباه الموصلات على نطاق النانو تخضع لتأثيرات الكم / من ويكيبيديا، الموسوعة encyclopedia
عزيزي Wikiwand AI, دعنا نجعلها قصيرة من خلال الإجابة ببساطة على هذه الأسئلة الرئيسية:
هل يمكنك سرد أهم الحقائق والإحصائيات حول نقطة كمومية?
تلخيص هذه المقالة لعمر 10 سنوات
النقطة الكمومية (بالإنجليزية: quantum dot)هي عبارة عن شبه موصل، تكون أيكسيتوناته محددة (مقصورة) ضمن نطاق الثلاثة أبعاد المكانية (بالإنجليزية: spatial dimension) جميعها. نتيجةً لذلك، تكون لتلك المواد خصائصاً إلكترونية تتوسط بين كتل أشباه الموصلات والجزيئات المنفصلة.[1][2][3] اكتشفها Alexei Ekimov في مطلع الثمانينات من القرن العشرين[4] في مصفوفة زجاجية وكذلك اكتشفها Louis E. Brus في المحاليل الغروانية. إلا أن Mark Reed هو من صاغ مصطلح «نقطة كمومية».
|
قام الباحثون بدراسة النقاط الكمومية في كلٍ من المقاحل، الخلايا الشمسية، الصمامات الثنائية الباعثة للضوء، وثنائي الأقطاب الليزري (بالإنجليزية: diode laser). كما أنهم قاموا كذللك ببحث واستقصاء النقاط الكومية كأصباغٍ تستخدم في التصوير الطبي ونأمل أن يتم استخدامها (النقاط الكمومية) مستقبلاً في مجال الحوسبة الكمومية (بالإنجليزية: Quantum Computing) كحاسوبٍ كموميٍ.
وبصياغةٍ مبسطةٍ، فإن النقاط الكمومية هي أشباه موصلات تتسم خصائصها الإلكترونية بأنها شديدة القرب والارتباط بحجم وشكل البلورة المفردة. وبصورةٍ عامةٍ، كلما تناقص حجم البلورة، كلما تزايدت فجوة النطاق، وكلما تزايد فرق الطاقة فيما بين أعلى نطاق تكافؤ (حزمة تكافؤ) وأقل نطاق توصيل (حزمة توصيل) يصبح عليه الأمر، ومن ثم، تكون هناك حاجةٍ إلى المزيد من الطاقة لإثارة النقطة، وفي الوقت ذاته، تنبعث المزيد من الطاقة عند عودة البلورة لحالتها المستقرة. فعلى سبيل المثال، في صباغ تطبيقات النيون (الفلوروسينت)، يعادل هذا الترددات الأعلى للضوء المنبعث بعد إثارة النقطة نتيجة أن حجم البلورة يصبح أصغر، مما يسفر عن تحول لوني في الضوء المنبعث من اللون الأحمر إلى الأزرق. وبالإضافة إلى مثل ذلك التناغم، فهناك ميزةٌ رئيسيةٌ للنقاط الكمومية تتمثل في أنه بسبب القدرة العالية على الضبط المسموح بها لحجم الكريستالة المُنْتَجَة، فمن الممكن أن يكون هناك ضبطٌ وتحكمٌ دقيقٌ للخصائص الإنتاجية للمادة.[5] كما أنه يمكن تجميع النقاط الكمومية متنوعة الأحجام ضمن غشاءٍ نانويٍ متدرجٍ متعدد الطبقات (بالإنجليزية: gradient multi-layer nanofilm).