הגבלת קוונטית מתייחסת לאפקט שנצפה כאשר מימדי החומר מופחתים בקנה מידה דומה לאורך הגל של אלקטרון דה ברוגלי. תופעה זו משנה באופן משמעותי את התכונות האלקטרוניות והאופטיות של חומרים, מה שהופך אותו מושג מפתח nanoPhotonics וננוטכנולוגיה.

יסודות של סודיות קוונטית

בחומרים גדולים, אלקטרונים יכולים לנוע בחופשיות, אבל כאשר גודל החומר מופחת לנונומטרי, התנועה שלהם הופכת מוגבלת.הגבלת זו מובילה לרמות אנרגיה דיסקרטיות, בדומה לאלה באטומים, המשפיעים על ספיגת החומר ותפיסת פליטה.

המונחים: Quantum Confinement

חישוב אפקטים של הגבלת קוונטים כרוך בפתרון משוואה Schrödinger עבור אלקטרונים בתוך פוטנציאל טוב.מודלים נפוצים כוללים את ה- חלקיק-in-a-box ואת התוספת ההמונית היעילה.מודלים אלה מסייעים להעריך את השינויים ברמת האנרגיה בהתבסס על הגודל והצורה של מבנה ננו.

יישומים בNanoPhotonics

הגבלת קוונטית משמשת בעיצוב של dots קוונטיים, שהם חלקיקים למחצה עם תכונות אופטיות טונופוליות טונהבל.אלה משמשים תצוגות, תאים סולאריים, הדמיה ביולוגית.היכולת לשלוט באורכי גל פליטה על ידי התאמת גודל חלקיקים הוא יתרון מפתח.

  • דואטים קוונטיים בדמיית תרופות
  • יעילות תאים סולאריים מוגברת
  • מכשירים קלים
  • צילום: Photodetectors