¿Qué es la tecnología de puntos cuánticos?

¿Qué es la tecnología de puntos cuánticos?

Flujo de microesferas de colores.
optimarc/Shutterstock.com

Los puntos cuánticos están haciendo olas en el mundo de los televisores y monitores, pero ¿qué son exactamente? ¿Se trata simplemente de otro abuso de los angeles palabra “cuántico” por parte de los especialistas en advertising and marketing, o estos puntos son tan sorprendentes como parecen?

El átomo synthetic

Los puntos cuánticos son partículas de subject matter semiconductor de unos pocos nanómetros de diámetro. También conocidos como “átomos artificiales” (a pesar de ser mucho más grandes que un átomo) estos puntos actúan de manera an identical a los átomos en lo que se refiere a su relación con los electrones. Son tan pequeños que sus electrones quedan “atrapados” y se comportan de manera an identical a los átomos. Cuando los angeles luz ultravioleta incide en un punto cuántico, sus electrones se elevan a un estado de mayor energía. Cuando los electrones vuelven a su nivel base, los angeles diferencia de energía entre los dos estados se libera en forma de luz.

Se les conoce como puntos cuánticos por dos razones. Primero, exhiben propiedades cuánticas gracias a cómo confinan los electrones dentro de sí mismos. Los efectos cuánticos son esas leyes subatómicas de los angeles física que los científicos aún están tratando de comprender por completo, pero que ya podemos aplicar en dispositivos como las computadoras cuánticas.

Se les conoce como puntos porque son tan pequeños que son virtualmente de dimensión cero. En otras palabras, son un solo punto sin ancho, largo o alto. Bueno, está bien, tienen unas pocas docenas de átomos de ancho, pero están tan cerca de ser puntos de dimensión cero que las extravagantes leyes de mecánica cuántica ven a jugar.

¿Qué hace que los puntos cuánticos sean tan útiles?

Tubos de plástico con puntos cuánticos de nanocristales de perovskita, luminiscentes con todos los colores del arcoíris bajo radiación ultravioleta.
Leo Matyushkin/Shutterstock.com

Los puntos cuánticos se comportan como átomos excitados, pero difieren en un aspecto basic. L. a. luz que obtienes de un átomo o un punto cuántico es igual a los angeles cantidad de energía absorbida y liberada, lo que determina los angeles longitud de onda y, por lo tanto, el colour de los angeles luz. Sin embargo, un tipo de átomo (p. ej., hierro, sodio) siempre emitirá los angeles misma longitud de onda de colour.

Los puntos cuánticos, por otro lado, pueden estar hechos del mismo subject matter semiconductor, pero producen diferentes longitudes de onda dependiendo de su tamaño. Cuanto mayor sea el punto, mayor será los angeles longitud de onda y viceversa. Entonces, los puntos más grandes tienden hacia el extremo rojo del espectro y los más pequeños hacia el extremo azul.

Este atributo de los puntos cuánticos significa que puede controlar con precisión los angeles emisión de luz de colour para obtener colores brillantes y precisos.

Cómo hacer puntos cuánticos

Los puntos cuánticos tienen una estructura precisa porque son cristales. Las obleas de silicio de las que están hechos nuestros microchips también crecen como cristales, que se autoorganizan en patrones atómicos. Es por eso que podemos hacer puntos cuánticos con estructuras precisas a escala nanométrica. Si tuviéramos que construirlos un átomo a los angeles vez, ¡no serían muy prácticos!

Se pueden hacer disparando haces de átomos a un sustrato para construir cristales, puede disparar iones (electrones libres) a su sustrato semiconductor o usando rayos X. Los puntos cuánticos también se pueden crear mediante procesos químicos e incluso mediante procesos biológicos. Sin embargo, fabricación biológica los angeles investigación se encuentra todavía en las primeras etapas.

¿Dónde se utilizan los puntos cuánticos?

Además de las pantallas QD-OLED y QLED, los angeles mayoría de los angeles gente conoce los puntos cuánticos, existen numerosas aplicaciones para estas motas invisibles en muchas tecnologías diferentes.

Los paneles solares son una importante aplicación potencial de los puntos cuánticos. Las células solares basadas en silicio de hoy en día ya son bastante eficientes en los angeles recolección de energía de los angeles luz, pero debido a que los puntos cuánticos pueden “sintonizarse” para absorber los angeles luz de varias partes del espectro electromagnético, podrían generar paneles solares mucho más eficientes. Estos paneles no solo serían más eficientes, sino que también serían más baratos de producir, ya que el proceso para crear los puntos cuánticos necesarios es relativamente easy.

Teóricamente, se podría hacer una célula sun de puntos cuánticos puros, pero también se pueden utilizar en células solares híbridas. Aumentar los angeles eficiencia de otros tecnologías de energía solar.

Los puntos cuánticos se pueden usar en detectores de fotones, tienen un potencial emocionante en biomedicina e incluso podrían generar diodos emisores de luz mucho más baratos y eficientes.

Una interesante aplicación de los puntos cuánticos está en tratamiento para el cáncer, donde los puntos están diseñados para acumularse en órganos específicos para liberar medicamentos contra el cáncer, así como imágenes avanzadas. Incluso pueden desempeñar un papel en el diagnóstico precoz de tumores.

Los puntos cuánticos también pueden ser los angeles clave de los angeles computación fotónica, ya que los circuitos eléctricos se vuelven tan pequeños que los efectos cuánticos hacen imposible el flujo de electrones a través de ellos. los angeles computación con fotones puede ser el siguiente paso. Los puntos cuánticos podrían resolver varios de los problemas que aún enfrenta los angeles computación fotónica.

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Quantum desafía los angeles imaginación

A menudo se cita a Richard Feynman, el famoso físico estadounidense, diciendo algo como: “Si crees que entiendes los angeles mecánica cuántica, no entiendes los angeles mecánica cuántica”. Albert Einstein también es conocido por trazar los angeles línea al aventurarse en ella, por lo que nos sentimos bastante cómodos al admitir que no De Verdad entender los puntos cuánticos.

Lo que sí entendemos es lo versátiles que son y las asombrosas innovaciones tecnológicas que permitirán además de hacer pantallas de computadora más agradables. Entonces, los angeles próxima vez que se maraville con los angeles intensidad de su televisor QLED, dedique un momento a pensar en los angeles increíble magia subatómica que está sucediendo para que pueda obtener una mejor imagen y cómo, algún día, los puntos cuánticos podrían estar haciendo trabajos importantes dentro de su cuerpo y afuera en el mundo