Wat is een kwantumput?

Een kwantumput wordt gebruikt om elektronen op specifieke energieniveaus te beperken.Kwantumputten bestaan uit een extreem dunne halfgeleider met een gat met kleine band, rustend tussen materiaal met een grotere bandafstand.Ze zijn extreem klein, meestal tussen 1 en 20 nanometer.Ze worden meestal gebruikt in laserdioden en infraroodbeeldvorming.

Deze put gebruikt de eigenschappen van elektronengedrag en bandlocaties om te werken.Bandgaten zijn gebieden in een elektronen orbitaal tussen de grondtoestand, waar elektronen normaal rusten, en de geleidingsband, hogere energie -orbitalen elektronen verplaatsen naar wanneer ze opgewonden zijn.De gaten zijn barrières tussen de grondstaatbanden en geleidingsbanden, die voorkomen dat de elektronen de geleidingsband bereiken zonder meer energie te krijgen dan ze in hun grondstaten hebben.Hoe groter de bandafstand, hoe meer energie nodig is voor de elektronen om deze opening te springen en de geleidingsband te bereiken.

Zodra het elektron de geleidingsband bereikt, geeft het zijn overtollige energie af en valt terug in zijn grondtoestand.Door een microscopisch dunne halfgeleider te plaatsen tussen materiaal met te wacken van de band gaten voor elektronen om gemakkelijk te springen, kunnen wetenschappers de elektronen dwingen om in het tweedimensionale gebied van de dunne halfgeleider te blijven.Op deze manier vangen van elektronen zorgt voor specifieke energiemanipulatie.

Aangezien de elektronen slechts in twee richtingen kunnen bewegen, kunnen ze alleen het type energie produceren dat de wetenschapper of fabrikant wenst.Deze energie is ook gericht in een extreem smalle stroom.Vanwege deze focus creëren kwantumputten nauwkeurige lasers voor optische apparaten.Een bekend voorbeeld van een kwantumput is in de leeslasers in Compact Disc (CD) -spelers.

Quantumputten worden Wells genoemd, niet alleen vanwege hun gedrag van het vangen van elektronen als een put zou water vangen, maar ook vanwege hunuiterlijk wanneer grafisch.Wanneer kwantumputten worden afgebeeld op energie versus positiegrafieken, zien ze eruit als diepe valleien of putten, vaak in een rechthoekige vorm.Een kwantumput is een soort potentiële put, wat betekent dat er een potentieel is dat een minimale, vaste hoeveelheid energie wordt geproduceerd.

Gegroeid, in plaats van gecreëerd, is een kwantumput meestal gemaakt van materiaal zoals galliumarsenide omgeven door aluminium arsenide.Putten worden meestal gekweekt door een proces dat moleculaire bundelpitaxie wordt genoemd, dat een effusiecel gebruikt om moleculen van de stof op een basissubstantie te schieten.Deze methode creëert een enkele atoomlaag van het putmateriaal bij elk vuren van de cel.