Что такое квантовые точки? Нобелевская премия 2023 по химии

• Квантовые точки получили Нобелевскую премию за синтез.  

• Автор рассказывает о квантовых точках, их природе и применении.  

• Квантовые точки называют искусственными атомами.  

• Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.  

• Электроны локализованы в электростатическом потенциале ядра, что создает дискретные уровни энергии.  

• Энергия электрона в атоме меняется постепенно, как у помидора.  

• В квантовой точке электрон имеет строго определенный набор энергий.  

• Переход между уровнями энергии происходит скачком при поглощении или излучении фотона.  

• Энергия фотона определяется его длиной волны или частотой.  

• Атомы могут поглощать или излучать фотоны только определенных длин волн.  

• Спектральные линии соответствуют переходам между уровнями энергии электрона.  

• Атомы имеют фиксированные спектральные линии, которые нельзя изменить.  

• Атомы сложно использовать в полупроводниковых технологиях.  

• Квантовые точки решают эти проблемы, позволяя перестраивать спектральные линии и работать на высоких частотах.  

• Квантовая точка — это объект, в котором электрон локализован и имеет дискретные уровни энергии.  

• Полупроводниковые квантовые точки создаются путем помещения одного полупроводника в другой.  

• Квантовые точки могут быть выращены эпитаксиально или из раствора.  

• Популярные материалы для квантовых точек: кремний, германий, индий, мышьяк, арсенид галлия.  

• Форма квантовых точек может быть разной: пирамидки, лепешки, полусферы.  

• Коллоидные квантовые точки выращиваются из раствора и также могут быть использованы.  

• Квантовые точки выращиваются из различных материалов, таких как кадмий-селен, кадмий-теллур и цинк-селен.  

• Они имеют сферическую форму и размеры от ангстремов до десятков нанометров.  

• Качество квантовых точек, выращенных в растворе, ниже, чем эпитаксиальных, но они проще в производстве и используются в мониторах и телевизорах.  

• Квантовые точки излучают свет быстрее, чем атомы, что позволяет им работать на гигагерцах.  

• Диполь квантовой точки больше, чем у атома, что делает ее лучшим излучателем света.  

• Размер квантовой точки влияет на длину волны излучаемого света.  

• Алексей Екимов и Луис Брюс получили Нобелевскую премию за открытие зависимости цвета света от размера квантовой точки.  

• Луис Брюс синтезировал квантовые точки в жидком растворе, что сделало их более доступными.  

• Могивен разработал метод эффективного синтеза квантовых точек в жидкости, что сделало их коммерчески доступными.  

• Квантовые точки используются как люминесцентные красители и активная среда для лазеров.  

• Они могут быть использованы в квантовых компьютерах для управления электронами.  

• Квантовые точки могут излучать пары запутанных фотонов, что важно для телекоммуникаций.  

• Квантовые точки позволяют менять длину волны излучаемого света, что делает их уникальными.  

• Автор предлагает обсудить более специализированные вопросы и исследования в комментариях.  

• Видео завершается призывом к подписке на канал для получения дополнительной информации о науке и научных статьях.