Наноструктуры

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

• Квантовая точка – это нанокристал неорганического
полупроводникового материала (кремния, фосфида индия,
селенида кадмия). «Нано» - значит измеряющийся в
миллиардных долях, размеры таких кристаллов варьируются в
пределах от 2 до 10 нанометров. Из-за такого малого размера
электроны в наночастицах ведут себя совсем не так как в
объемных полупроводниках.
Энергетический спектр квантовой точки неоднороден, в нем
есть отдельные уровни энергии для электрона (отрицательно
заряженной частицы) и дырки. Дыркой в полупроводниках
называется незаполненная валентная связь, носитель
положительного заряда численно равному электрону, она
появляется, когда связь между ядром и электроном разрывает

15.

16.

17.

18.

19.

20.

• Если создаются условия, при которых
носитель заряда в кристалле переходит с
уровня на уровень, то при этом переходе
излучается фотон. Изменяя размер частицы
можно управлять частотой поглощения и
длиной волны этого излучения.
Практически же это значит, что в
зависимости от размера частицы точки при
облучении они будут светиться разным
цвето

21.

• Возможность контролировать длину волны
излучения через размер частицы позволяет
получать из квантовых точек устойчивые вещества,
превращающие поглощаемую ими энергию в
световое излучение – фотостабильные
люминофоры.
• Растворы на основе квантовых точек превосходят
традиционные органические и неорганические
люминофоры по ряду параметров, важных для тех
областей практического применения, в которых
необходима точная перенастраиваемая
люминесценция

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38. Преимуществаквантовых точек

• Возможность контролировать длину волны излучения
через размер частицы позволяет получать из квантовых
точек устойчивые вещества, превращающие
поглощаемую ими энергию в световое излучение –
фотостабильные люминофоры.
• Растворы на основе квантовых точек превосходят
традиционные органические и неорганические
люминофоры по ряду параметров, важных для тех
областей практического применения, в которых
необходима точная перенастраиваемая
люминесценция

39. Области применения квантовых точек:

• Защита документов и изделий от
фальсификации: ценных бумаг, банкнот,
удостоверений личности, штампов, печатей,
сертификатов, свидетельств, пластиковых карт,
товарных знаков. Система многоцветного
кодирования на основе квантовых точек
может быть коммерчески востребована для
цветовой маркировки продукции в пищевой,
фармацевтической, химической
промышленности, ювелирных изделий,
произведений искусства.

40. Маркер в медицинских и биологических исследованиях

• Благодаря тому, что на поверхность квантовых точек
можно нанести биологические маркеры, фрагменты
ДНК и РНК, реагирующие на определенный тип клеток,
их можно использовать в качестве контраста в
биологических исследованиях и диагностике рака на
ранних стадиях, когда опухоль еще не определяется
стандартными методами диагностики.
• Использование квантовых точек в качестве
флуоресцентных меток для изучения опухолевых клеток
invitro– одна из наиболее перспективных и быстро
развивающихся сфер применения квантовых точек в
биомедицине.

41. Дисплеи на квантовых точках

42. Лазер на квантовых точках.

43. Энергетика

• На основе квантовых точек также разработаны несколько
моделей тонкопленочных солнечных батарей. В их основе
лежит следующий принцип действия: фотоны света попадают
на фотоэлектрический материал, содержащий квантовые точки,
стимулируют появление пары электрона и дырки, энергия
которых равна или превосходит минимальную энергию,
необходимую электрону данного полупроводника для того,
чтобы перейти из связанного состояния в свободное. Изменяя
размеры нанокристаллов материала можно варьировать
«энергетическую производительность» фотоэлектрического
материала.
• На основе этого принципа уже создано несколько
оригинальных работающих прототипов различных видов
солнечных батарей.