سلول کوانتومی اشاره به اثر مشاهده شده هنگامی که ابعاد یک ماده به مقیاس قابل مقایسه با طول موج دیگل الکترون کاهش می یابد، این پدیده به طور قابل توجهی خواص الکترونیکی و نوری مواد را تغییر می دهد، و آن را یک مفهوم کلیدی در نانو فوتون ها و نانوتکنولوژی است.

پایه های کوانتومی Confinement

در مواد عمده، الکترون ها می توانند آزادانه حرکت کنند، اما هنگامی که اندازه مواد به مقیاس نانو کاهش می یابد، حرکت آنها محدود می شود.این محدودیت منجر به سطوح انرژی گسسته، شبیه به اتم ها می شود که بر جذب و طیف انتشار مواد تأثیر می گذارد.

محاسبه های Quantum Confinement

محاسبه اثرات سلول کوانتومی شامل حل معادله Schrödinger برای الکترون ها در یک مدل بالقوه است.مدل های مشترک شامل جعبه ذره و تقریب توده موثر است.این مدل ها به برآورد تغییرات سطح انرژی بر اساس اندازه و شکل نانوساختار کمک می کنند.

برنامه های کاربردی در Nanophotonics

سلول کوانتومی در طراحی نقاط کوانتومی استفاده می شود که نانوذرات نیمه هادی با خواص نوری تنبل هستند.این ها در نمایش ها، سلول های خورشیدی و تصویربرداری بیولوژیکی استفاده می شوند.توانایی کنترل طول موج های انتشار با تنظیم اندازه ذرات یک مزیت کلیدی است.

  • نقاط کوانتومی در تصویربرداری پزشکی
  • افزایش بهره وری سلول های خورشیدی
  • دستگاه های Light-F
  • کشف عکس