Квантовые точки: суть, свойства и области применения

Опубликовано 22 апреля 2020

Понятие квантовых точек родилось и вошло в обиход благодаря развитию нанотехнологий. Достижения этого новейшего научно-технического направления стремительно покоряют всё новые области жизни, находя применение в медицине, полиграфии, производстве дисплеев и т.д.

Что такое квантовые точки?

Квантовые точки (КТ) представляют собой нанокристаллы некоторых полупроводниковых материалов, например, кремния. Их величина измеряется в миллиардных долях метра и варьируется от 2 до 10 нм. В силу такого микроскопического размера КТ ведут себя иначе, чем в объёмных полупроводниках. При определённом воздействии точки могут светиться различными цветами и этим процессом можно управлять.

Где применяют КТ?

Спектр применения квантовых точек уже достаточно велик.

Создание оптоэлектронных систем

Способность воспроизводить любой цвет, включая белый, а также значительно более низкое энергопотребление в сравнении с обычной лампой накаливания, дали возможность применять КТ в производстве дисплеев для электронных устройств. Их использование в этой области позволяет:

получить чёткую цветопередачу;
воспроизводить более сочные цвета;
усилить глубину цвета;
сократить энергопотребление экрана на 25-30%;
производить сверхтонкие и гибкие экраны.

Полиграфия

На основе КТ делают растворы для полиграфической промышленности, которые по многим параметрам превосходят обычные неорганические и органические люминофоры. Они:

остаются фотостабильными в течение нескольких лет;
обладают высокой стойкостью к выцветанию;
отличаются чистотой цвета;
устойчивы к химической деградации.

Также в полиграфической промышленности на основе квантовых точек производят растворы для струйной печати.

Защита изделий и документов от подделок

Используя свойства КТ, можно производить цветную маркировку для товаров таких отраслей, как:

ювелирная;
фармацевтическая;
изобразительное искусство.

Что касается документов, то и здесь применение квантовых точек позволяет защитить от фальсификации:

сертификаты;
дипломы;
пластиковые карты;
ценные бумаги;
товарные знаки;
банкноты;
свидетельства.

Медицина

КТ сохраняются в организме человека намного дольше любого красящего вещества, используемого до сих пор в медицине для подкрашивания внутренних исследуемых поверхностей. Благодаря нанотехнологии врачи получили возможность для более детального исследования клеток и протекающих в них процессов.

Вторая возможность, открывающаяся перед медициной благодаря применению квантовых точек, – доставка лекарства к нужному месту с его минимальным воздействием на окружающие здоровые клетки и ткани. Этот способ лечения уже широко применяется при терапии рака и сахарного диабета.

Лазерный скальпель на квантовых точках позволяет работать на ранее недоступных длинных волнах, что в разы повышает точность воздействия прибора.