¿Qué es un punto cuántico?
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Cualquier material en la nanoescala es una nanopartícula, el material usado por los investigadores de nanotecnología para explorar nuevos usos para los elementos en esta pequeña forma. Un punto cuántico es una nanopartícula hecha de cualquier material semiconductor tal como silicio, seleniuro de cadmio, sulfuro de cadmio, o arseniuro de indio.
Los puntos cuánticos pueden ser capaces de aumentar la eficiencia de las células solares. En las células solares normales, un fotón de luz genera un electrón. Los experimentos con ambos puntos cuánticos de silicio y puntos cuánticos sulfuro de plomo pueden generar dos electrones para un solo fotón de luz. Por lo tanto, utilizando puntos cuánticos en células solares podrían aumentar significativamente su eficiencia en la producción de energía eléctrica.
Los investigadores también están trabajando en el uso de puntos cuánticos en las pantallas para aplicaciones que van desde su teléfono celular para televisores de pantalla grande que consumen menos energía que las pantallas actuales. Mediante la colocación de diferentes puntos cuánticos de tamaño en cada píxel de una pantalla de visualización, los colores rojo, verde y azul utilizados para generar el espectro completo de colores estaría disponible.
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Los puntos cuánticos son nanopartículas semiconductoras que brillan un color en particular después de ser iluminado por la luz. El color que brillan depende del tamaño de la nanopartícula.
Cuando los puntos cuánticos son iluminados por la luz UV, algunos de los electrones reciben suficiente energía para liberarse de los átomos. Esta capacidad permite que se muevan alrededor de la nanopartícula, creando una banda de conducción en el cual los electrones son libres de moverse a través de un material y conducir la electricidad.
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Cuando estos electrones caen de nuevo en la órbita externa alrededor del átomo (la banda de valencia), que emiten luz. El color de la luz depende de la diferencia de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia.
El más pequeño de la nanopartícula, mayor es la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción, lo que resulta en un color azul más intenso. Para una nanopartícula más grande, la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción es menor, que desplaza el brillo hacia el rojo.
Muchas sustancias semiconductores se pueden utilizar como puntos cuánticos. Las nanopartículas de cualquier otra sustancia semiconductor tienen las propiedades de un punto cuántico. La brecha entre la banda de valencia y la banda de conducción, que está presente de todos los materiales semiconductores, hace que los puntos cuánticos para fluorescente.