Dallimi kryesor midis pikave të karbonit dhe pikave kuantike është se pikat e karbonit janë nanogrimca të vogla karboni, ndërsa pikat kuantike janë grimca të vogla gjysmëpërçuese.
Të dyja pikat e karbonit dhe pikat kuantike bien nën fushën e mekanikës kuantike. Këto janë grimca të vogla në shkallë nano.
Çfarë janë pikat e karbonit?
Pikat e karbonit janë nanogrimca të vogla karboni që kanë një formë pasivimi sipërfaqësor. Madhësia e tyre është më pak se 10 nm. Këto pika u zbuluan për herë të parë në vitin 2004 aksidentalisht përmes pastrimit të nanotubave karboni me një mur.
Vetitë e pikave të karbonit varen vetëm nga strukturat dhe përbërjet e tyre. Në shumicën e rasteve, shumë pjesë karboksil në sipërfaqen e pikave të karbonit japin një tretshmëri të shkëlqyer në ujë dhe biokompatibilitet. Këto pjesë priren të lejojnë pikat e karbonit të shërbejnë si nanogrimca përcjellëse të protonit. Për më tepër, këto grimca janë të përshtatshme për modifikimin kimik dhe pasivimin e sipërfaqes së bashku me materiale të ndryshme organike, polimerike, inorganike ose biologjike.
Ekzistojnë dy metoda të sintezës së pikave të karbonit. Këto dy janë metoda "nga lart-poshtë" dhe metoda "nga poshtë-lart". Ne mund të arrijmë prodhimin e pikave të karbonit nëpërmjet këtyre proceseve nëpërmjet teknikave kimike, elektrokimike dhe fizike.
Figura 01: Pikat e karbonit të përgatitura nga burime të ndryshme
Metoda "nga lart-poshtë" përfshin zbërthimin e strukturave të mëdha të karbonit (p.sh. grafit, nanotubave të karbonit dhe nanodiamantit) në pika karboni me përdorimin e ablacionit lazer, shkarkimit të harkut dhe metodës elektrokimike.
Metoda "nga poshtë-lart" e prodhimit të pikave të karbonit përfshin prekursorë të vegjël si karbohidratet, citratet dhe nanokompozitet e silicës polimer. Këto burime i nënshtrohen trajtimit hidrotermik/solvotermik, rrugëve sintetike të mbështetura dhe sintetike me mikrovalë.
Çfarë janë pikat kuantike?
Pikat kuantike janë grimca të vogla gjysmëpërçuese në shkallën nanometrike, që kanë veti optike dhe elektronike që ndryshojnë nga grimcat e mëdha sipas mekanikës kuantike. Nëse vëzhgojmë pika kuantike përmes ndriçimit nën dritën UV, një elektron në pikën kuantike tenton të ngacmohet në një gjendje që ka energji më të lartë. Ky proces korrespondon me kalimin e një elektroni nga brezi i valencës në brezin e përcjellshmërisë kur ka të bëjë me pikën kuantike gjysmëpërçuese. Pastaj elektroni i ngacmuar mund të bjerë përsëri në brezin e valencës përmes lëshimit të energjisë së tij nëpërmjet emetimit të dritës. Ky emetim drite quhet fotolumineshencë dhe mund ta ilustrojmë si më poshtë:
Figura 02: Fotolumineshenca e pikave kuantike që jep ngjyra të ndryshme nga pikat kuantike me madhësi të ndryshme
Zakonisht, vetitë e pikave kuantike janë të ndërmjetme ndaj atyre të gjysmëpërçuesve të shumtë dhe atomeve ose molekulave diskrete. Për më tepër, vetitë optoelektronike të pikave kuantike ndryshojnë në funksion të madhësisë dhe formës. Në mënyrë tipike, pikat e mëdha kuantike lëshojnë gjatësi vale të gjata, dhe ngjyrat e emetuara nga këto pika kuantike variojnë nga portokallia në të kuqe. Në të kundërt, pikat e vogla kuantike kanë tendencë të lëshojnë gjatësi vale më të shkurtra duke shkaktuar ngjyra të tilla si blu dhe jeshile. Megjithatë, mund të vërejmë se ngjyra mund të ndryshojë në varësi të përbërjes së saktë të pikës kuantike.
Zbatimet kryesore të pikave kuantike përfshijnë prodhimin e tranzistorit me një elektron, prodhimin e qelizave diellore, prodhimin e LED-ve, burimet me një foton, llogaritjen kuantike, kërkimin e biologjisë së qelizave, mikroskopinë dhe imazhet mjekësore.
Cili është ndryshimi midis pikave të karbonit dhe pikave kuantike?
Dallimi kryesor midis pikave të karbonit dhe pikave kuantike është se pikat e karbonit janë nanogrimca të vogla karboni, ndërsa pikat kuantike janë grimca të vogla gjysmëpërçuese. Pikat e karbonit përdoren në bioimazhe, ndjesi, shpërndarjen e ilaçeve, katalizën, optronikën, etj., ndërsa pikat kuantike përdoren në prodhimin e tranzistorit me një elektron, prodhimin e qelizave diellore, prodhimin e LED-ve, burimet me një foton, llogaritjen kuantike, kërkimin e biologjisë së qelizave, mikroskopi dhe imazhe mjekësore.
Infografia e mëposhtme liston ndryshimet midis pikave të karbonit dhe pikave kuantike në formë tabelare.
Përmbledhje – Pikat e karbonit kundër pikave kuantike
Pikat e karbonit dhe pikat kuantike hyjnë në fushën e mekanikës kuantike. Këto janë grimca të vogla në shkallë nano. Dallimi kryesor midis pikave të karbonit dhe pikave kuantike është se pikat e karbonit janë nanogrimca të vogla karboni, ndërsa pikat kuantike janë grimca të vogla gjysmëpërçuese.
