Основное различие между углеродными точками и квантовыми точками заключается в том, что углеродные точки представляют собой небольшие углеродные наночастицы, тогда как квантовые точки представляют собой небольшие полупроводниковые частицы.
И углеродные, и квантовые точки относятся к области квантовой механики. Это маленькие наночастицы.
Что такое Carbon Dots?
Углеродные точки представляют собой небольшие углеродные наночастицы, имеющие некоторую форму поверхностной пассивации. Их размер менее 10 нм. Эти точки были впервые обнаружены в 2004 году случайно при очистке одностенных углеродных нанотрубок.
Свойства углеродных точек зависят исключительно от их структуры и состава. В большинстве случаев многие карбоксильные фрагменты на поверхности углеродных точек обеспечивают превосходную растворимость в воде и биосовместимость. Эти фрагменты, как правило, позволяют углеродным точкам служить наночастицами, проводящими протоны. Кроме того, эти частицы подходят для химической модификации и пассивации поверхности вместе с различными органическими, полимерными, неорганическими или биологическими материалами.
Существуют два метода синтеза углеродных точек. Это два метода: «сверху вниз» и «снизу вверх». Мы можем добиться производства углеродных точек с помощью этих процессов с помощью химических, электрохимических и физических методов.
Рисунок 01: Углеродные точки, полученные из разных источников
Метод «сверху вниз» включает разрушение крупных углеродных структур (например, графита, углеродных нанотрубок и наноалмазов) на углеродные точки с использованием лазерной абляции, дугового разряда и электрохимического метода.
В методе производства углеродных точек «снизу вверх» используются небольшие прекурсоры, такие как углеводы, цитрат и нанокомпозиты полимер-диоксид кремния. Эти источники подвергаются гидротермальной/сольвотермальной обработке, поддерживаемым синтетическим и микроволновым синтетическим методам.
Что такое квантовые точки?
Квантовые точки - это маленькие полупроводниковые частицы нанометрового размера, обладающие оптическими и электронными свойствами, отличными от свойств крупных частиц в соответствии с квантовой механикой. Если мы наблюдаем за квантовыми точками при освещении УФ-светом, электрон в квантовой точке стремится перейти в состояние с более высокой энергией. Этот процесс соответствует переходу электрона из валентной зоны в зону проводимости применительно к полупроводниковой квантовой точке. Затем возбужденный электрон может вернуться в валентную зону за счет высвобождения своей энергии за счет испускания света. Это свечение называется фотолюминесценцией, и мы можем проиллюстрировать его следующим образом:
Рисунок 02: Фотолюминесценция квантовых точек, придающая разные цвета квантовым точкам разного размера
Обычно свойства квантовых точек являются промежуточными по сравнению со свойствами объемных полупроводников и дискретных атомов или молекул. Более того, оптоэлектронные свойства квантовых точек меняются в зависимости как от размера, так и от формы. Как правило, большие квантовые точки излучают длинные волны, и цвета, излучаемые этими квантовыми точками, варьируются от оранжевого до красного. Напротив, маленькие квантовые точки, как правило, излучают более короткие волны, создавая такие цвета, как синий и зеленый. Однако мы можем заметить, что цвет может варьироваться в зависимости от точного состава квантовой точки.
Основные области применения квантовых точек включают производство одноэлектронных транзисторов, производство солнечных элементов, производство светодиодов, источников одиночных фотонов, квантовых вычислений, исследований в области клеточной биологии, микроскопии и медицинских изображений.
В чем разница между углеродными точками и квантовыми точками?
Ключевое различие между углеродными точками и квантовыми точками заключается в том, что углеродные точки представляют собой небольшие углеродные наночастицы, тогда как квантовые точки представляют собой небольшие полупроводниковые частицы. Углеродные точки используются в биовизуализации, зондировании, доставке лекарств, катализе, оптронике и т. Д., В то время как квантовые точки используются в производстве одноэлектронных транзисторов, производстве солнечных элементов, производстве светодиодов, однофотонных источниках, квантовых вычислениях, исследованиях клеточной биологии, микроскопия и медицинская визуализация.
Следующая инфографика перечисляет различия между углеродными точками и квантовыми точками в табличной форме.
Резюме – Углеродные точки против квантовых точек
Углеродные и квантовые точки входят в область квантовой механики. Это мелкие наночастицы. Ключевое различие между углеродными точками и квантовыми точками заключается в том, что углеродные точки представляют собой небольшие углеродные наночастицы, тогда как квантовые точки представляют собой небольшие полупроводниковые частицы.
