量子ドットとは

断片知識 物理・（量子）化学

Scientists Scan Striking Nanoscale Images | WIRED
　
Quantum dot (QD), 量子箱。
半導体原子が数百-千個集まった数10nmの固まり。3次元すべての方向から移動方向が制限された電子の状態のこと。3次元的な量子井戸。擬似的な原子として振る舞う。閉じこめ方向が1方向なら量子井戸、2方向なら量子細線


量子ドットの大きさはすべての方向に約10nm程度であり、電子の波長も約10nmだということを考慮すると、電子は量子ドットの中に閉じ込められてしまうことになる。言いかえれば、電子にとっては量子ドットはゼロ次元の世界

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サイズを変えることで電子のエネルギー状態が変わる（量子サイズ効果）。蛍光色を青にしたり赤にしたり。特定のエネルギーに状態を集中させることが可能。球対称の量子ドットを作製した場合は、準粒子としての電子・正孔が原子に似た殻構造。

んなことできんの？どやってつくるん？

CdSeからできたものが発光材料として有名。バイオではポリマーでコーティングして水中測定に使われる。2次抗体、SAvと共役される蛍光染色用色素。
量子コンピュータへの応用には大きさの揃った量子ドットを作る必要があるためまだ難しい

CdSe？

なんで発光すんの？

  • ある波長の可視光を照射すると別の波長の光を放出する
    • フォトルミネッセンス (PL: photoluminescence)

メリットは？

  • 長時間の励起光照射でもほとんど退色しない。発光強度も強い
  • 励起スペクトルが広範囲
  • UVなどの励起光を使用した場合、バックグラウンドが低く抑えられる。


量子ドット - Wikipedia
CdSe,セレン化カドミウム,光学結晶
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http://www.rigaku.co.jp/app/doc/nano02.html