Một lượng tử là gì?

Một giếng lượng tử được sử dụng để giới hạn các electron ở mức năng lượng cụ thể.Các giếng lượng tử bao gồm một chất bán dẫn cực kỳ mỏng với khoảng cách dải nhỏ, nằm giữa vật liệu với khoảng cách dải lớn hơn.Chúng cực kỳ nhỏ, thường là từ 1 đến 20 nanomet.Chúng thường được sử dụng trong các điốt laser và hình ảnh hồng ngoại.

Điều này sử dụng các thuộc tính của hành vi electron và khoảng cách dải để hoạt động.Khoảng cách băng là các khu vực trong một quỹ đạo electron giữa trạng thái mặt đất, nơi các electron nghỉ ngơi bình thường và dải dẫn, các electron quỹ đạo năng lượng cao hơn di chuyển đến khi chúng bị kích thích.Các khoảng trống là rào cản giữa các dải trạng thái mặt đất và các dải dẫn, ngăn chặn các electron tiếp cận dải dẫn mà không thu được nhiều năng lượng hơn so với các trạng thái cơ bản của chúng.Khoảng cách dải càng lớn, càng cần nhiều năng lượng để các electron nhảy khoảng cách này và đến dải dẫn. Một khi electron đến dải dẫn, nó giải phóng năng lượng dư thừa của nó và rơi trở lại trạng thái cơ bản.Bằng cách đặt một chất bán dẫn mỏng bằng kính hiển vi giữa vật liệu với các khoảng trống băng quá rộng để các electron dễ dàng nhảy, các nhà khoa học có thể buộc các electron phải ở trong khu vực hai chiều của chất bán dẫn mỏng.Bẫy các electron theo cách này cho phép thao tác năng lượng cụ thể.Vì các electron chỉ có thể di chuyển theo hai hướng, chúng chỉ có thể tạo ra loại năng lượng mà nhà khoa học hoặc nhà sản xuất mong muốn.Năng lượng này cũng được tập trung trong một dòng cực kỳ hẹp.Do trọng tâm này, các giếng lượng tử tạo ra laser chính xác cho các thiết bị quang học.Một ví dụ nổi tiếng về một cái giếng lượng tử nằm trong các laser đọc trong máy phát điện đĩa compact (CD). Các giếng lượng tử được đặt tên là các giếng không chỉ vì hành vi của chúng là bẫy các electron như một cái giếng sẽ bẫy nước, mà còn vìxuất hiện khi vẽ đồ thị.Khi các giếng lượng tử được hình dung trên các biểu đồ năng lượng so với vị trí, chúng trông giống như các thung lũng sâu hoặc giếng, thường có hình chữ nhật.Một giếng lượng tử là một loại tốt tiềm năng, có nghĩa là có tiềm năng cho một lượng năng lượng tối thiểu, cố định được sản xuất..Các giếng được trồng, thường xuyên nhất, bởi một quá trình gọi là epitaxy chùm phân tử, sử dụng một tế bào tràn dịch để bắn các phân tử của chất tại một chất cơ sở.Phương pháp này tạo ra một lớp nguyên tử duy nhất của vật liệu giếng với mỗi lần bắn của tế bào.