النقطة الكمومية
النقطة الكمومية هي بلورة نانوية شبه موصلة بحجم يتراوح بين 2 إلى 10 نانومتر، تُقيّد حركة حاملات الشحنة (الإلكترونات والفجوات) في الأبعاد الثلاثة جميعها، مما يؤدي إلى تكميم الطيف الطاقي. وبسبب الحصر الفراغي، تصبح مستويات الطاقة منفصلة، كالمستويات الذرية، وتعتمد على حجم النقطة. وتُعطي الانتقالات البصرية بين هذه المستويات حزم تلألؤ ضيقة. ويمكن تعديل لون الإصدار بشكل مستمر عن طريق تغيير قطر البلورة النانوية.
التاريخ
صُنعت أولى النقاط الكمومية عن طريق الصدفة على يد العالم الروسي ألكسي إيكيموف عام 1981 أثناء زراعته لبلورات نانوية في الزجاج. وفي عام 1984، فسّر لويس بروس من الولايات المتحدة خصائصها البصرية غير العادية وأدخل مصطلح 'الحصر الكمومي'. ثم طور منجي باوندي طريقة لتخليق نقاط أحادية التشتت صالحة للإنتاج الضخم.
كيف يعمل
الإلكترون في النقطة الكمومية يشبه كرة في صندوق رملي صغير بجوانب عالية. حرية حركته مقيدة، ولا يمكنه أن يشغل إلا مواقع محددة. وهكذا في النقطة الكمومية: بسبب الحجم المتناهي الصغر، لا تتاح للإلكترون إلا مدارات محددة مسموح بها. وعندما 'يقفز' من مدار إلى آخر، تتحرر الطاقة على شكل فوتون بطول موجي محدد تمامًا.
💡 النقاط الكمومية شديدة السطوع والاستقرار لدرجة أنها تُستخدم لصنع تلفزيونات ذات نطاق لوني قياسي، وفي علم الأحياء لتتبع حركة جزيء واحد داخل خلية حية.