Galvenā atšķirība starp oglekļa punktiem un kvantu punktiem ir tā, ka oglekļa punkti ir mazas oglekļa nanodaļiņas, savukārt kvantu punkti ir mazas pusvadītāju daļiņas.
Gan oglekļa punkti, gan kvantu punkti ietilpst kvantu mehānikas jomā. Tās ir mazas nanomēroga daļiņas.
Kas ir oglekļa punkti?
Oglekļa punkti ir mazas oglekļa nanodaļiņas, kurām ir kāda veida virsmas pasivācija. To izmērs ir mazāks par 10 nm. Šie punkti pirmo reizi tika atklāti 2004. gadā nejauši, attīrot vienas sienas oglekļa nanocaurules.
Oglekļa punktu īpašības ir atkarīgas tikai no to struktūras un sastāva. Vairumā gadījumu daudzas karboksilgrupas uz oglekļa punktu virsmas nodrošina lielisku šķīdību ūdenī un bioloģisko saderību. Šīs daļas mēdz ļaut oglekļa punktiem kalpot kā protonus vadošām nanodaļiņām. Turklāt šīs daļiņas ir piemērotas ķīmiskai modifikācijai un virsmas pasivēšanai kopā ar dažādiem organiskiem, polimēriem, neorganiskiem vai bioloģiskiem materiāliem.
Ir divas oglekļa punktu sintēzes metodes. Šīs divas metodes ir “no augšas uz leju” un “no apakšas uz augšu”. Mēs varam panākt oglekļa punktu veidošanos, izmantojot šos procesus, izmantojot ķīmiskās, elektroķīmiskās un fizikālās metodes.
Attēls 01: Oglekļa punkti, kas sagatavoti no dažādiem avotiem
"No augšas uz leju" metode ietver lielu oglekļa struktūru (piemēram, grafīta, oglekļa nanocaurules un nanodimanta) sadalīšanu oglekļa punktos, izmantojot lāzera ablāciju, loka izlādi un elektroķīmisko metodi.
Oglekļa punktu ražošanas “no apakšas uz augšu” metode ietver mazus prekursorus, piemēram, ogļhidrātus, citrātu un polimēru silīcija dioksīda nanokompozītus. Šie avoti tiek apstrādāti hidrotermiski/solvotermiski, atbalstīti sintētikas un mikroviļņu sintētikas ceļi.
Kas ir kvantu punkti?
Kvantu punkti ir nelielas pusvadītāju daļiņas nanometru mērogā, kurām ir optiskās un elektroniskās īpašības, kas atšķiras no lielajām daļiņām atbilstoši kvantu mehānikai. Ja mēs novērojam kvantu punktus caur apgaismojumu UV gaismā, elektronam kvantu punktā ir tendence uzbudināties stāvoklī ar augstāku enerģiju. Šis process atbilst elektrona pārejai no valances joslas uz vadītspējas joslu attiecībā uz pusvadītāju kvantu punktu. Tad ierosinātais elektrons var nokrist atpakaļ valences joslā, atbrīvojot savu enerģiju gaismas emisijas ceļā. Šo gaismas emisiju sauc par fotoluminiscenci, un mēs to varam ilustrēt šādi:
Attēls 02: Kvantu punktu fotoluminiscence, kas piešķir dažādas krāsas no dažāda izmēra kvantu punktiem
Parasti kvantu punktu īpašības ir vidējas salīdzinājumā ar lielapjoma pusvadītāju un atsevišķu atomu vai molekulu īpašībām. Turklāt kvantu punktu optoelektroniskās īpašības mainās gan atkarībā no izmēra, gan formas. Parasti lieli kvantu punkti izstaro garus viļņu garumus, un šo kvantu punktu izstarotās krāsas ir no oranžas līdz sarkanai. Turpretim maziem kvantu punktiem ir tendence izstarot īsākus viļņu garumus, radot tādas krāsas kā zila un zaļa. Tomēr mēs varam novērot, ka krāsa var atšķirties atkarībā no precīza kvantu punkta sastāva.
Kvantu punktu galvenie pielietojumi ietver viena elektrona tranzistoru ražošanu, saules bateriju ražošanu, gaismas diožu ražošanu, viena fotona avotus, kvantu skaitļošanu, šūnu bioloģijas pētniecību, mikroskopiju un medicīnisko attēlveidošanu.
Kāda ir atšķirība starp oglekļa punktiem un kvantu punktiem?
Galvenā atšķirība starp oglekļa punktiem un kvantu punktiem ir tā, ka oglekļa punkti ir mazas oglekļa nanodaļiņas, savukārt kvantu punkti ir mazas pusvadītāju daļiņas. Oglekļa punktus izmanto bioattēlveidošanā, sensoros, zāļu ievadīšanā, katalīzē, optronikā utt., savukārt kvantu punktus izmanto viena elektrona tranzistora ražošanā, saules bateriju ražošanā, gaismas diožu ražošanā, viena fotona avotos, kvantu skaitļošanā, šūnu bioloģijas pētījumos, mikroskopija un medicīniskā attēlveidošana.
Šajā infografikā tabulas veidā ir norādītas atšķirības starp oglekļa punktiem un kvantu punktiem.
Kopsavilkums - oglekļa punkti pret kvantu punktiem
Oglekļa punkti un kvantu punkti ietilpst kvantu mehānikas jomā. Tās ir mazas nanomēroga daļiņas. Galvenā atšķirība starp oglekļa punktiem un kvantu punktiem ir tā, ka oglekļa punkti ir mazas oglekļa nanodaļiņas, bet kvantu punkti ir mazas pusvadītāju daļiņas.
