Ключовата разлика между въглеродните точки и квантовите точки е, че въглеродните точки са малки въглеродни наночастици, докато квантовите точки са малки полупроводникови частици.
Както въглеродните точки, така и квантовите точки попадат в полето на квантовата механика. Това са малки наномащабни частици.
Какво представляват въглеродните точки?
Въглеродните точки са малки въглеродни наночастици с някаква форма на повърхностна пасивация. Размерът им е по-малък от 10 nm. Тези точки бяха открити за първи път през 2004 г. случайно чрез пречистване на едностенни въглеродни нанотръби.
Свойствата на въглеродните точки зависят единствено от техните структури и състав. В повечето случаи много карбоксилни части на повърхността на въглеродните точки придават отлична разтворимост във вода и биосъвместимост. Тези части са склонни да позволят на въглеродните точки да служат като протон-проводими наночастици. Освен това, тези частици са подходящи за химическа модификация и повърхностна пасивация заедно с различни органични, полимерни, неорганични или биологични материали.
Има два метода за синтез на въглеродни точки. Тези два са методът „отгоре надолу“и методът „отдолу нагоре“. Можем да постигнем производството на въглеродни точки чрез тези процеси чрез химични, електрохимични и физични техники.
Фигура 01: Въглеродни точки, получени от различни източници
Методът „отгоре надолу“включва разграждането на големи въглеродни структури (напр. графит, въглеродни нанотръби и нанодиамант) на въглеродни точки с помощта на лазерна аблация, електродъгов разряд и електрохимичен метод.йени
Методът „отдолу нагоре“за производство на въглеродни точки включва малки прекурсори като въглехидрати, цитрат и нанокомпозити от полимерен силициев диоксид. Тези източници преминават през хидротермална/солвотермална обработка, поддържани синтетични и микровълнови синтетични пътища.
Какво представляват квантовите точки?
Квантовите точки са малки полупроводникови частици в нанометрова скала, притежаващи оптични и електронни свойства, които се различават от големите частици според квантовата механика. Ако наблюдаваме квантови точки чрез осветяване под ултравиолетова светлина, електрон в квантовата точка има тенденция да се възбуди в състояние с по-висока енергия. Този процес съответства на прехода на електрон от лентата на вълната към лентата на проводимостта, когато се отнася до полупроводниковата квантова точка. Тогава възбуденият електрон може да падне обратно във валентната лента чрез освобождаване на своята енергия чрез излъчване на светлина. Това излъчване на светлина се нарича фотолуминесценция и можем да го илюстрираме по следния начин:
Фигура 02: Фотолуминесценция на квантови точки, даващи различни цветове от квантови точки с различни размери
Обикновено свойствата на квантовите точки са междинни спрямо тези на обемните полупроводници и отделни атоми или молекули. Освен това, оптоелектронните свойства на квантовите точки се променят в зависимост от размера и формата. Обикновено големите квантови точки излъчват дълги дължини на вълните и излъчваните цветове от тези квантови точки варират от оранжево до червено. Обратно, малките квантови точки са склонни да излъчват по-къси дължини на вълните, което води до цветове като синьо и зелено. Можем обаче да забележим, че цветът може да варира в зависимост от точния състав на квантовата точка.
Основните приложения на квантовите точки включват производство на транзистори с един електрон, производство на слънчеви клетки, производство на светодиоди, източници на единични фотони, квантово изчисление, изследване на клетъчната биология, микроскопия и медицински изображения.
Каква е разликата между въглеродни точки и квантови точки?
Ключовата разлика между въглеродните точки и квантовите точки е, че въглеродните точки са малки въглеродни наночастици, докато квантовите точки са малки полупроводникови частици. Въглеродните точки се използват в биоизобразяване, сензори, доставка на лекарства, катализа, оптроника и т.н., докато квантовите точки се използват в производството на транзистори с един електрон, производството на слънчеви клетки, производството на светодиоди, източници на единични фотони, квантови изчисления, изследване на клетъчната биология, микроскопия и медицински изображения.
Следващата инфографика изброява разликите между въглеродните точки и квантовите точки в таблична форма.
Резюме – въглеродни точки срещу квантови точки
Въглеродните точки и квантовите точки попадат в полето на квантовата механика. Това са малки наномащабни частици. Ключовата разлика между въглеродните точки и квантовите точки е, че въглеродните точки са малки въглеродни наночастици, докато квантовите точки са малки полупроводникови частици.
