A legfontosabb különbség a szénpontok és a kvantumpontok között az, hogy a szénpontok kis szén nanorészecskék, míg a kvantumpontok kis félvezető részecskék.
Mind a szénpontok, mind a kvantumpontok a kvantummechanika területéhez tartoznak. Ezek kis nanoméretű részecskék.
Mik azok a Carbon Dots?
A szénpontok kis szén nanorészecskék, amelyek valamilyen felületi passzivációval rendelkeznek. Méretük kisebb, mint 10 nm. Ezeket a pontokat először 2004-ben fedezték fel véletlenül egyfalú szén nanocsövek tisztításával.
A szénpontok tulajdonságai kizárólag a szerkezetüktől és összetételüktől függenek. A legtöbb esetben a szénpontok felületén lévő karboxilcsoportok kiváló vízoldhatóságot és biológiai kompatibilitást biztosítanak. Ezek a részek általában lehetővé teszik, hogy a szénpontok protonvezető nanorészecskékként szolgáljanak. Ezenkívül ezek a részecskék alkalmasak kémiai módosításra és felület passziválására különféle szerves, polimer, szervetlen vagy biológiai anyagok mellett.
Két módszer létezik a szénpontok szintézisére. Ez a kettő a „felülről lefelé” és az „alulról felfelé” módszer. Ezekkel a folyamatokkal kémiai, elektrokémiai és fizikai technikákkal érhetjük el a szénpontok előállítását.
01. ábra: Különböző forrásokból készített szénpontok
A „felülről lefelé” módszer magában foglalja a nagy szénszerkezetek (pl. grafit, szén nanocsövek és nanogyémánt) szénpontokra bontását lézeres abláció, ívkisülés és elektrokémiai módszer segítségével.
A szénpontok előállításának „alulról felfelé irányuló” módszere kis prekurzorokat, például szénhidrátokat, citrátot és polimer szilícium-dioxid nanokompozitokat foglal magában. Ezek a források hidrotermikus/szolvotermikus kezelésen esnek át, támogatott szintetikus és mikrohullámú szintetikus úton.
Mik azok a kvantumpontok?
A kvantumpontok nanométeres léptékű kis félvezető részecskék, amelyek optikai és elektronikus tulajdonságaik a kvantummechanika szerint különböznek a nagy részecskékétől. Ha a kvantumpontokat UV fény alatti megvilágításon keresztül figyeljük meg, akkor a kvantumpontban lévő elektron hajlamos arra, hogy nagyobb energiájú állapotba kerüljön. Ez a folyamat egy elektron átmenetének felel meg a valance sávból a vezetőképességi sávba, amikor a félvezető kvantumpontról van szó. Ekkor a gerjesztett elektron visszaeshet a vegyértéksávba azáltal, hogy energiáját a fény kibocsátásával szabadítja fel. Ezt a fénykibocsátást fotolumineszcenciának nevezik, és a következőképpen szemléltethetjük:
02. ábra: A különböző méretű kvantumpontoktól eltérő színt adó kvantumpontok fotolumineszcenciája
Általában a kvantumpontok tulajdonságai köztesek a tömeges félvezetőké és a diszkrét atomokéhoz vagy molekulákhoz képest. Ezenkívül a kvantumpontok optoelektronikai tulajdonságai a méret és az alak függvényében is változnak. Általában a nagy kvantumpontok hosszú hullámhosszokat bocsátanak ki, és az ezekből a kvantumpontokból kibocsátott színek a narancstól a vörösig terjednek. Ezzel szemben a kis kvantumpontok általában rövidebb hullámhosszokat bocsátanak ki, így olyan színeket hoznak létre, mint a kék és a zöld. Megfigyelhetjük azonban, hogy a szín a kvantumpont pontos összetételétől függően változhat.
A kvantumpontok fő alkalmazásai közé tartozik az egyelektronos tranzisztorgyártás, a napelemgyártás, a LED-ek gyártása, az egyfoton források, a kvantumszámítás, a sejtbiológiai kutatás, a mikroszkópia és az orvosi képalkotás.
Mi a különbség a szénpontok és a kvantumpontok között?
A legfontosabb különbség a szénpontok és a kvantumpontok között az, hogy a szénpontok kis szén nanorészecskék, míg a kvantumpontok kis félvezető részecskék. A szénpontokat bioképalkotásban, érzékelésben, gyógyszerszállításban, katalízisben, optronikában stb., míg a kvantumpontokat egyelektronos tranzisztorgyártásban, napelemgyártásban, LED-gyártásban, egyfotonos forrásokban, kvantumszámítástechnikában, sejtbiológiai kutatásokban, mikroszkóppal és orvosi képalkotással.
A következő infografika táblázatos formában sorolja fel a szénpontok és a kvantumpontok közötti különbségeket.
Összefoglaló – Carbon Dots vs Quantum Dots
A szénpontok és a kvantumpontok a kvantummechanika területéhez tartoznak. Ezek kis nanoméretű részecskék. A legfontosabb különbség a szénpontok és a kvantumpontok között az, hogy a szénpontok kis szén nanorészecskék, míg a kvantumpontok kis félvezető részecskék.
