کوانٹم ڈاٹ

کوانٹم ڈاٹس ( QDs )، جنہیں سیمی کنڈکٹر نینو کرسٹلز بھی کہا جاتا ہے، سیمی کنڈکٹر ذرات ہیں جو سائز میں چند نینو میٹر ہیں، ان میں ایسی بصری اور برقیاتی خصوصیات ہیں جو کوانٹم مکینیکل اثرات کے نتیجے میں بڑے ذرات سے مختلف ہوتی ہیں۔ وہ نینو ٹیکنالوجی اور میٹریل سائنس میں مرکزی موضوع ہیں۔ جب کوانٹم نقطے بالائے بنفشی روشنی سے روشن ہوتے ہیں، تو کوانٹم ڈاٹ میں موجود ایک الیکٹران زیادہ توانائی کی حالت میں پرجوش ہو سکتا ہے۔ سیمی کنڈکٹنگ کوانٹم ڈاٹ کی صورت میں، یہ عمل ایک الیکٹران کی ویلینس بینڈ سے کنڈکٹینس بینڈ میں منتقلی کے مساوی ہے۔ پرجوش الیکٹران اپنی توانائی کو روشنی کے طور پر چھوڑ کر ویلینس بینڈ میں واپس جا سکتا ہے۔ یہ روشنی کا اخراج (فوٹو لومینیسینس) دائیں طرف کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔ اس روشنی کا رنگ کنڈکٹنس بینڈ اور ویلینس بینڈ کے درمیان توانائی کے فرق پر منحصر ہوتا ہے یا الگ تھلگ توانائی کی حالتوں کے درمیان منتقلی پر ہوتا ہے جب بینڈ کا ڈھانچہ کوانٹم ڈاٹ میں اچھی طرح سے واضح نہیں ہوتا ہے۔

کولائڈل کوانٹم نقطے جن کا بالائے بنفشی روشنی سے اشعاع کیا گیا ہے۔ کوانٹم قید کی وجہ سے مختلف سائز کے کوانٹم نقطے روشنی کے مختلف رنگ خارج کرتے ہیں۔

نینو اسکیل سیمی کنڈکٹر مواد الیکٹران یا الیکٹران کے سوراخوں کو مضبوطی سے قید کرتے ہیں۔ یہ قید ماڈل میں تین جہتی ذرے کی قید کی طرح ہے۔ کوانٹم ڈاٹ جذب اور اخراج کی خصوصیات باکس میں الگ تھلگ کوانٹم میکانکی طور پر کھلی ہوئی توانائی کی سطحوں کے درمیان منتقلی کے مساوی ہیں جو جوہری اسپیکٹرم کی یاد دلاتی ہیں۔ ان وجوہات کی بنا پر، کوانٹم نقطوں کو بعض اوقات مصنوعی جوہرہ بھی کہا جاتا ہے، جو قدرتی طور پر پائے جانے والے ایٹموں یا مالیکیولز کی طرح اپنی پابند اور مجرد الیکٹرانک حالتوں پر زور دیتے ہیں۔ یہ دکھایا گیا تھا کہ کوانٹم نقطوں میں الیکٹرانک لہر کے افعال اصلی ایٹموں سے مشابہت رکھتے ہیں۔ اس طرح کے دو یا زیادہ کوانٹم نقطوں کو جوڑ کر، ایک مصنوعی سالمہ بنایا جا سکتا ہے، جو کمرے کے درجہ حرارت پر بھی ہائبرڈائزیشن کو ظاہر کرتا ہے۔ کوانٹم نقطوں کی محتاط اسمبلی سپر لیٹیسس superlattice بنا سکتی ہے جو مصنوعی ٹھوس حالتی مواد کے طور پر کام کرتی ہے جو منفرد بصری اور برقی خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے۔

کوانٹم نقطوں کی خصوصیات نیم موصل semiconductor اور مجرد جوہروں یا سالموں کی درمیانی خصوصیات ہوتی ہیں۔ ان کی بصری۔برقی خصوصیات سائز اور شکل دونوں کے تفاعل کے طور پر تبدیل ہوتی ہیں۔ 5–6 نینو میٹر قطر کے بڑے کوانٹم ڈاٹ، طویل طول موج کے رنگوں جیسے نارنجی یا سرخ کے ساتھ روشنی خارج کرتے ہیں۔ چھوٹے قطر (3-2 نینو میٹر) کے کوانٹم ڈاٹ کم طول موج کی روشنی خارج کرتے ہیں اور نیلے اور سبز جیسے رنگ پیدا کرتے ہیں۔ تاہم، مخصوص رنگ، کوانٹم ڈاٹ کی حقیقی ساخت کے لحاظ سے مختلف ہوتے ہیں۔

کوانٹم ڈاٹس کے ممکنہ اطلاقات میں یک برقیہ ٹرانزسٹر ، شمسی سیل، ایل ای ڈی، لیزرز، سنگل فوٹون ذرائع، سیکنڈ ہارمونک جنریشن، کوانٹم کمپیوٹنگ، خلیے کی حیاتیاتی تحقیق، مائکروسکوپی اور میڈیکل امیجنگ شامل ہیں۔ ان کا چھوٹا سائز کچھ کوانٹم ڈاٹ کو محلول میں معلق ہونے کی اجازت دیتا ہے، جو انک جیٹ پرنٹنگ اور اسپن کوٹنگ میں ان کے استعمال کا باعث بن سکتی ہے۔ وہ لونگمویر۔بلوڈگیٹ Langmuir – Blodgett پتلی فلموں میں استعمال ہوتے رہے ہیں۔ پروسیسنگ کی یہ تکنیکیں کم مہنگے اور کم وقت لینے والے طریقوں سے نیم موصل کی تیاری پر منتج ہوتی ہیں۔