נקודה קוונטית – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Felagund-bot (שיחה | תרומות)
בוט - מחליף 'מסויימ' ב'מסוימ', 'גיאומטרי' ב'גאומטרי', 'מימדי' ב'ממדי', 'פונקצית' ב'פונקציית', 'ע"י' ב'על ידי'
שורה 1:
{{לערוך|סיבה=סובל מבעיות תרגמת}}
נְקֻדָּה קְוַנְטית היא [[מוליך למחצה]] [[ננו מטר|ננומטרי]] (0.001 המטר) המתחמת פס הולכה של [[אלקטרון|אלקטרונים]] בערך גבוה או אקסיטונים.
התיחום והולכה נגרמים תודות לפוטנציאל אלקטרוסטטי גבוה (מיוצרים ע"יעל ידי [[אלקטרודה|אלקטורודות]] חיצוניות) או אינטראקציה עם חומרי הולכה שונים (כמו במקרה של ננו-[[קריסטל]]).
 
לנקודה קווטית יש ספקטרום אנרגיה בדיד. [[פונקציתפונקציית הגל|פונקציות הגל]] ממוקמות בתוך הנקודה הקוונטית אך חוזרת על עצמם לאורך הגביש. נקודה קוונטית מכילה מספר פסי הולכה קטן וסופי (בסדר של 1-100) ומספר סופי של [[מטען חשמלי]] אלמנטרי.
 
== תיאור ==
שורה 9:
נקודות קוונטום שונות, כגון קולואיד ננוקריסטל מוליך למחצה (שילוב בין סלניום וקדיום) יכולות להיות בגודל של 2-10 ננומטר המכיל 10 עד 50 אטומים לאורך קוטר ובין 100 עד 100,000 בסך הנפח של הנקודה הקוונטית.
 
נקודות קוונטיות שהוגדרו על ידי דפוס [[ליטוגרפיה]] חשמלי או ע"יעל ידי חריטה של שני גזים דו-מימדיםממדים בצומת מוליך למחצה יכולות להגיע לגודל של 100 ננו-מטר בגודל זה קרוב ל־300,000 נקודות קווטיות יכולות לכסות את הבוהן אנושית מקצה אחד עד קצה שני.
 
ניתן להשוות את הנקודות קוונטיות לשני ננו מוליכים-למחצה אחרים:
שורה 19:
חומר הגלם שממנו מייצרים את המוליך ומבנה הרצועה/פס אינו מהווה חלק חשוב לכלל מאפייני נקודות הקוונטום.
לרוב קנה המידה של של אטום הינו 10 אלקטרון וולט בעוד בנקודה קוונטית הוא מילי-אלקטרון וולט בודד.
נקודות קוונטיות עם סימטריה כדורית, או נקודות קוונטיות שטוחות בעלות סימטריה עגולה מראים מעטפת זהה לזו המתוארת בכללי האטום של [[הונד]].נקודות קוונטיות מסוג זה לרוב מכונות "אטומים מלאכותיים" בניגוד ל[[אטום]] ניתן לווסת את סולם האנרגייה של נקודות קוונטיות על ידי שיוני המבנה ה[[גיאומטריהגאומטריה|גיאומטריגאומטרי]] שלהן או אופן התיחום וההולכה בנוסף ובניגוד לאטומים קל לחבר בין נקודות קוונטיות על ידי תעלה מחסומים ולחברם למוליך בסופה.
 
==יצור==
#חלק מנקודות הקוונטום הינן חומר אחד קבור תחת השני (כשם ש[[אוויר]] קבור ב[[קצפת]] למשל) בעלי מרווח פס גדול יותר, אלו ידועים גם כמבני ליבה-מעטפת
#נקודות קוונטיות נוצרות לעיתים באופן ספונטני בבורות קוונטים או [[באר פוטנציאל]] הודות לתנודות במעטה הבאר
#נקודות קוונטיות שנבנו ע"יעל ידי האדם יוצרות גרעין בתנאים מסויימיםמסוימים נוצרים בזמן [[קרן מולקולות אפיטאקסית]], כאשר חומר גדל על מצע עד אשר אינו תואם סבכה. התוצאה הינה שני איים מתוחים על גבי משטח הרטיבות הדו מימדיממדי. מצב גידול זה ידוע גם כגידול סטרנסקי-קרסטנוב. את האיים ניתן לקבור בקריסטל על מנת ליצור נקודה קוונטית. לשיטה זו יש פוטנציאל ליישום בקווטום חישובי וקוונטום בעל מקור [[פוטון|פוטוני]] בודד המגבלות הגדולות ביותר של תורה זו הם עלות הייצור ואי היכלות לקבוע את מיקום הנקודות.
#נקודות קוונטיות אינדיבידואליות מיוצרות ע"יעל ידי טבילה בבור קוונטית או צמתי מוליכים למחצה בעלת אלקטרון דו-מימדיממדי או חורי גז, את המצע מצפים בשכבה דקה של ניגודיות דפוס אנכי מוגדר ע"יעל ידי בשכבה ע"יעל ידי קרן אלקטרונים ליטוגרפית. דפוס זה ניתן להעביר לאלקטרון או חור הגז ע"יעל ידי צריבה או הפקדת אלקטרודות חשמליות. נקודות קוונטיות מסוג זה יועדיות בעיקר למחקר ויישומים בתנועת אלקטרונים, חורים ומתח חשמלי.
 
==ייצור המוני==
יצור במספר רב ניתן לביצוע ע"יעל ידי סינטזה [[קולואיד|קולודיאלית]] שהיא בהפרש גדול הדרך הזולה ביותר לייצור של נקודות קוונטיות ובעלת היתרון של היווצרות בתנאים סטדנרטיים. ידוע כי זו הצורה הכי פחות רעילה מכל הסינטזות האחרות.
 
מסדר גדול של נקודות קוונטיות ניתן לייצור עצמי בשיטות [[אלקטרוכימיות]]. יוצרים תבנית ע"יעל ידי תגובה [[יון|יונית]] במתכת אלקטרוליטית שיוצרת באופן ספונטני מערך ננומטרי של מבנים כולל נקודות קוונטיות לאחר מכן מבצעים צריבה של אותם מבנים ננומטרים בתת-מצע.
 
שיטה נוספת היא סינטזה משתקת שיוצר מספר גדול של נקודות קוונטיות שלאחר מכן מותאמות למבני קריסטל ננומטרים.
שורה 38:
[[Image:Achermann7RED.jpg|185px|thumb|left|ננו-התקן המייצר אור נראה פרי מחקר של [[המעבדה הלאומית לוס אלמוס]]]]
 
מכיוון שהינן כביכול בעלות אפס מימדיםממדים, לנקודות קוונטיות יש דחיסות מצבים חדה יותר ממבנים בעלי מבנה מימדיממדי גבוה יותר.
 
כתוצאה מכך, הן יעילות יותר בהולכה ואופטיקה, ונחקרות ליישום בדיודות של לייזרים, מגברים ,חיישנים ביולוגים ולהמרת אנרגיה סולרית לחשמלית במקום הסיליקון השחור המשמ אותנו כיום.