量子ドット技術とは？

量子ドットはテレビやモニターの世界で注目を集めていますが、それらは何ですか？これはマーケターによる「クォンタム」という言葉の単なる別の誤用ですか、それともこれらのドットは描かれているのと同じくらい素晴らしいですか？

人工原子

量子ドットは、わずか数ナノメートルのサイズの半導体材料の粒子です。これらのドットは、「人工原子」とも呼ばれ（原子よりもはるかに大きいにもかかわらず）、電子との関係に関しては原子と同様に機能します。それらは非常に小さいので、それらの電子は「捕獲」され、原子のように振る舞います。紫外線が量子ドットに当たると、その電子はより高いエネルギー状態になります。電子がベースレベルに戻ると、2つの状態間のエネルギーの差が光として放出されます。

それらは2つの理由で量子ドットと呼ばれます。第一に、それらはそれらの中に電子を保持する方法のために量子特性を示します。量子効果は、科学者がまだ完全に理解しようとしている物理学の素粒子法則ですが、量子コンピューターなどのデバイスにすでに適用できます。

それらは非常に小さいため、実質的に寸法がないため、ポイントと呼ばれます。つまり、幅、長さ、高さのない単一のポイントです。さて、それらは直径がほんの数十個の原子ですが、それらはゼロ次元の点に非常に近いので、量子力学の愚かな法則が作用します。

量子ドットがとても便利な理由は何ですか？

量子ドットは励起された原子のように振る舞いますが、1つの基本的な点で異なります。原子または量子ドットから受け取る光は、吸収および放出されたエネルギーの量に等しく、波長、したがって光の色を決定します。ただし、1つのタイプの原子（鉄、ナトリウムなど）は、常に同じ色の波長を放出します。

一方、量子ドットは同じ半導体材料から作ることができますが、そのサイズに応じて異なる波長を生成します。ドットが大きいほど波長が長くなり、その逆も同様です。したがって、大きなドットはスペクトルの赤い部分になりがちで、小さなドットは青い部分になりがちです。

量子ドットのこの特性は、光の発光を正確に制御して、明るく正確な色を生成できることを意味します。

量子ドットの作り方

量子ドットは結晶であるため、正確な構造を持っています。マイクロチップを構成するシリコンウェーハも、自己組織化して原子構造になる結晶として成長します。そのため、ナノスケールで正確な構造を持つ量子ドットを作成することができます。一度に1つの原子を構築する必要がある場合、それらはあまり実用的ではありません。

原子のビームを基板に向けて発射して結晶を構築したり、半導体基板にイオン（自由電子）を照射したり、X線を使用したりすることでそれらを得ることができます。量子ドットは、化学的プロセスや生物学的プロセスを使用して作成することもできます。しかし、生物学的生産の研究はまだ非常に初期の段階にあります。

量子ドットはどこで使われていますか？

ほとんどの人が量子ドットを知っているQD-OLEDおよびQLEDディスプレイに加えて、多くの異なる技術におけるこれらの目に見えない斑点の多くのアプリケーションがあります。

ソーラーパネルは、量子ドットの主な潜在的用途です。今日のシリコンベースの太陽電池は、すでに光エネルギーの収集に非常に効率的ですが、量子ドットは電磁スペクトルのさまざまな部分からの光を吸収するように「調整」できるため、はるかに効率的なソーラーパネルを作成できます。これらのパネルは、必要な量子ドットを作成するプロセスが比較的単純であるため、より効率的であるだけでなく、製造も安価になります。

理論的には、量子ドットを使って純粋な太陽電池を作ることができますが、ハイブリッド太陽電池にも使用できます。他の太陽エネルギー技術の効率を改善する。

量子ドットは、光子検出器で使用でき、生物医学で刺激的な可能性を秘めています。さらに、はるかに安価で効率的なLEDの製造にも使用できます。

量子ドットのエキサイティングなアプリケーションの1つは、癌治療です。この場合、ドットは特別に設計された臓器に蓄積して、抗癌剤や高度なイメージングを放出するように設計されています。それらは腫瘍の早期診断においてさえ役割を果たすかもしれません。

電気回路が非常に小さくなり、量子効果によって電子がそれらを通過できなくなるため、量子ドットもフォトニックコンピューティングの鍵となる可能性があります。光子を使った計算が次のステップになるかもしれません。量子ドットは、フォトニックコンピューティングが依然として直面しているいくつかの問題を解決する可能性があります。

量子は想像力に逆らいます

アメリカの有名な物理学者であるリチャード・ファインマンは、「量子力学を理解していると思うなら、量子力学を理解していない」とよく言われます。アルバート・アインシュタインは、彼がそれに入るときに線を引くことでも知られているので、量子ドットを本当に理解していないことを認めるのは非常に快適です。

私たちが本当に理解しているのは、それらがどれほど用途が広く、驚くべき技術革新であるかということです。さらに、より美しいコンピューター画面を作成するだけでなく、それらを使用できるようになります。ですから、次にQLED TVの明るさに驚かされるときは、起こっている驚くべき素粒子の魔法について考えてください。そうすれば、より美しい写真を撮ることができます。また、ある日、量子ドットが体内や世界で重要な働きをする方法について考えてみてください。 。