Квантовая точка
Ква́нтовая то́чка, квантовая система, движение электронов в которой ограничено в трёх направлениях. Энергетический спектр квантовых точек дискретный, аналогично спектру атома. В связи с этим квантовые точки иногда называют искусственными атомами, хотя они состоят из тысяч или даже сотен тысяч атомов. Энергия таких систем определяется движением в них носителей заряда – электронов и дырок. Из решения квантовомеханической задачи о спектре частицы массой в ограниченной области с характерным геометрическим размером известно, что расстояние между энергетическими уровнями ( – постоянная Планка). Дискретность спектра важна, если сравнимо с ( – постоянная Больцмана, – абсолютная температура). Для электрона с массой при комнатной температуре размер системы составит 10 нм. О системах такого размера говорят как о наночастицах (см. Наноструктуры). В качестве квантовых точек используют кристаллы металлов или полупроводников нанометрового размера, свойства которых существенно отличаются от свойств объёмного материала такого же состава.
Практически уединённых квантовых точек не бывает, они всегда взаимодействуют с окружающей жидкостью или с твёрдым телом. Современные технологии позволяют ограничить движение носителей заряда не только внешней поверхностью объекта. Роль границы могут играть поверхность раздела двух различных веществ (например, полупроводников с разной шириной запрещённой зоны) и электрический потенциал, создаваемый внешними электродами, структурными дефектами или примесями. Таким образом, можно сформировать квантовую точку из квантовой ямы или квантовой проволоки.
К методам изготовления квантовых точек относятся т. н. коллоидный синтез, нанолитография, газовая и молекулярно-лучевая эпитаксии. Возможность непосредственного контроля энергетического спектра квантовых точек определяет перспективы их применения в оптических и электронных устройствах.