什麼是量子點技術？

量子點在電視和顯示器領域引起轟動，但它們是什麼？這只是營銷人員對“量子”這個詞的又一次誤用，還是這些點和它們所描繪的一樣神奇？

人造原子

量子點是尺寸只有幾納米的半導體材料粒子。這些點，也稱為“人造原子”（儘管比原子大得多），在與電子的關係方面與原子類似。它們是如此之小，以至於它們的電子被“捕獲”並表現得像原子。當紫外線照射到量子點時，它的電子進入更高的能量狀態。當電子返回到它們的基本能級時，兩種狀態之間的能量差以光的形式釋放出來。

它們被稱為量子點有兩個原因。首先，由於它們在其中保持電子的方式，它們表現出量子特性。量子效應是科學家們仍在試圖完全理解的那些亞原子物理定律，但我們已經可以將它們應用到量子計算機等設備中。

它們之所以被稱為點，是因為它們非常小，幾乎沒有維度。換句話說，它們是一個沒有寬度、長度或高度的點。好吧，它們只有幾十個原子，但它們非常接近零維點，以至於愚蠢的量子力學定律開始發揮作用。

是什麼讓量子點如此有用？

量子點的行為就像被激發的原子，但它們在一個基本方面有所不同。您從原子或量子點接收到的光等於吸收和釋放多少能量，這決定了光的波長，從而決定了光的顏色。然而，一種類型的原子（例如鐵、鈉）總是會發出相同顏色的波長。

另一方面，量子點可以由相同的半導體材料製成，但根據它們的大小產生不同的波長。點越大，波長越長，反之亦然。因此，較大的點傾向於光譜的紅色部分，而較小的點傾向於藍色。

量子點的這種特性意味著您可以精確控制光的顏色發射，產生明亮而準確的顏色。

如何製作量子點

量子點具有精確的結構，因為它們是晶體。構成我們的微芯片的矽晶片也生長為可自組裝成原子結構的晶體。這就是為什麼我們可以在納米尺度上創建具有精確結構的量子點。如果我們必須一次構建一個原子，它們就不會很實用！

您可以通過在基板上發射原子束來構建晶體來獲得它們，您可以在半導體基板上發射離子（自由電子），或者您可以使用 X 射線。量子點也可以使用化學甚至生物過程來創建。然而，對生物生產的研究仍處於早期階段。

量子點在哪裡使用？

除了大多數人都知道量子點的 QD-OLED 和 QLED 顯示器之外，這些不可見的斑點在許多不同的技術中還有許多應用。

太陽能電池板是量子點的主要潛在應用。今天的矽基太陽能電池在收集光能方面已經非常有效，但由於量子點可以“調整”以吸收來自電磁光譜不同部分的光，它們可以製造出效率更高的太陽能電池板。這些面板不僅效率更​​高，而且製造成本更低，因為創建必要的量子點的過程相對簡單。

理論上，你可以用量子點製造純太陽能電池，但它們也可以用於混合太陽能電池。提高其他太陽能技術的效率。

量子點可用於光子探測器，在生物醫學中具有令人興奮的潛力，甚至可用於製造更便宜、更高效的 LED。

量子點的一個令人興奮的應用是在癌症治療中，其中量子點被設計為在專門設計的器官中積累以釋放抗癌藥物以及先進的成像。它們甚至可能在腫瘤的早期診斷中發揮作用。

量子點也可能是光子計算的關鍵，因為電路變得如此之小，以至於量子效應使電子無法流過它們。下一步可能是光子計算。量子點可以解決光子計算仍然面臨的幾個問題。

量子挑戰想像力

美國著名物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）經常被引用這樣的話：“如果你認為你了解量子力學，那你就根本不了解量子力學。” 阿爾伯特愛因斯坦也以在他進入它時畫一條線而聞名，所以我們很樂意承認我們並不真正了解量子點。

我們真正了解的是它們的多功能性和驚人的技術創新，除了創造更漂亮的電腦屏幕外，它們還允許您使用。所以下次當你驚嘆 QLED 電視的亮度時，想想正在發生的驚人的亞原子魔法，這樣你就可以得到一張更漂亮的照片，以及有一天量子點如何在你的身體和世界上做重要的工作.