Puntos cuánticos - Descubriendo la Física
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Puntos cuánticos

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Los denominados puntos cuánticos (del inglés "quantum dots") son pequeñísimos cristales formados por unos pocos cientos y hasta unos miles de átomos de una clase especial de material conocido como semiconductor.

Estos materiales poseen importantes propiedades que los hacen elementos claves de la industria electrónica moderna y que han hecho posibles numerosas aplicaciones. Los semiconductores poseen la propiedad de poder alterar su conductividad eléctrica y variar la misma en forma notable bajo la influencia por ejemplo, de un voltaje externo, o un haz de luz, siendo por esta razón las piezas indispensables de diferentes circuitos eléctricos y aplicaciones ópticas.

Los puntos cuánticos representan una clase única de semiconductores debido a que sus dimensiones son muy pequeñas, entre los 2 y los 10 nanometros (1 nm es igual a la millonesima parte de 1mm). Algunos son del orden de 10 a 50 atomos.

Los colores dependen del tamaño.

En esta escala tan pequeña la materia se comporta en forma muy diferente de lo que ocurre con una muestra del mismo material pero de tamaño normal, permitiendo aplicaciones sin precedentes para la ciencia y tecnología.

Pantallas planas

Una de las aplicaciones más impactantes es la posibilidad de emplearlos para pantallas planas de computadoras o TV. Los puntos cuánticos pueden emitir luz de diferentes colores de acuerdo a su composición química y tamaño. En la imágen se observa que ha medida que disminuye el tamaño la luz toma un tono azulado, correspondiente a longitudes de onda más corta y por lo tanto con mayor energía. A medida que aumenta el tamaño del nanocristal la coloración emitida varía y tiende al rojo, que corresponde a longitudes de onda más largas y a un haz de menor energía.

visores basados en puntos cuánticos.

Es decir, un punto cuántico por ejemplo de cadmio puede, dependiendo de su tamaño, cambiar sus propiedades ópticas emitiendo luz en distintas longitudes de onda (colores). Los puntos cuánticos pueden ser depositados en áreas extensas dentro o entre láminas de semicondcutores orgánicos (o inorgánicos) mediante técnicas especiales y son capaces de emitir luz en una amplia gama de colores cuando son estimulados por una corriente eléctrica. De esta forma se podrían emplear en un futuro cercano para construir pantallas planas.

Celdas solares

La creciente necesidad de contar con nuevas fuentes de energía limpia ha motivado que un campo muy activo de investigación sea el de las celdas de energía solar no convencionales.

Las actuales celdas solares no son capaces de absorber toda la energía solar que reciben y al mismo tiempo no son demasiado eficientes a la hora de transformar esta energía en energía eléctrica.

celdas solares

Por este motivo se están investigando celdas solares basadas en puntos cuánticos.

Mediante el empleo de distintas clases de puntos cuánticos, es posible diseñar celdas solares que puedan captar eficientemente toda la energía solar que reciben.

Estas celdas se podrían construir a bajo costo mediante la incorporación de los puntos cuánticos en polímeros semiconductores o tintas que serían depositadas o impresas sobre sustratos mediante modernas técnicas.


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