Den viktigaste skillnaden mellan kolprickar och kvantprickar är att kolprickar är små kolnanopartiklar, medan kvantprickar är små halvledarpartiklar.
Både kolprickar och kvantprickar faller inom området kvantmekanik. Dessa är små partiklar i nanoskala.
Vad är kolprickar?
Kolprickar är små kolnanopartiklar som har någon form av ytpassivering. Deras storlek är mindre än 10 nm. Dessa prickar upptäcktes först 2004 av misstag genom rening av enkelväggiga kolnanorör.
Egenskaperna hos kolprickar beror enbart på deras struktur och sammansättning. Oftast ger många karboxyldelar på kolprickarnas yta en utmärkt vattenlöslighet och biokompatibilitet. Dessa delar tenderar att tillåta kolprickarna att fungera som protonledande nanopartiklar. Dessutom är dessa partiklar lämpliga för kemisk modifiering och ytpassivering tillsammans med olika organiska, polymera, oorganiska eller biologiska material.
Det finns två metoder för syntes av kolprickar. Dessa två är "top-down"-metoden och "bottom-up"-metoden. Vi kan åstadkomma produktionen av kolprickarna genom dessa processer via kemiska, elektrokemiska och fysikaliska tekniker.
Figur 01: Kolprickar förberedda från olika källor
Den "top-down"-metoden innebär nedbrytning av stora kolstrukturer (t.ex. grafit, kolnanorör och nanodiamant) till kolprickar med hjälp av laserablation, bågurladdning och elektrokemisk metod.
"bottom-up"-metoden för produktion av kolprickar involverar små prekursorer som kolhydrater, citrat och nanokompositer av polymerkiseldioxid. Dessa källor genomgår hydrotermisk/solvotermisk behandling, syntetiska och mikrovågssyntetiska vägar.
Vad är Quantum Dots?
Kvantpunkter är små halvledarpartiklar på nanometerskala, med optiska och elektroniska egenskaper som skiljer sig från stora partiklar enligt kvantmekaniken. Om vi observerar kvantprickar genom belysning under UV-ljus, tenderar en elektron i kvantpunkten att bli exciterad till ett tillstånd med högre energi. Denna process motsvarar övergången av en elektron från valansbandet till konduktansbandet när det gäller den halvledande kvantpunkten. Sedan kan den exciterade elektronen falla tillbaka in i valensbandet genom frigörandet av sin energi via ljusemission. Denna ljusemission kallas fotoluminescens, och vi kan illustrera den på följande sätt:
Figur 02: Fotoluminescens av Quantum Dots som ger olika färger från Quantum Dots med olika storlekar
Vanligtvis är egenskaperna hos kvantprickar mellanliggande egenskaper hos bulkhalvledare och diskreta atomer eller molekyler. Dessutom förändras de optoelektroniska egenskaperna hos kvantprickar som en funktion av både storlek och form. Vanligtvis avger stora kvantprickar långa våglängder, och färgerna från dessa kvantprickar sträcker sig från orange till rött. Däremot tenderar små kvantprickar att avge kortare våglängder, vilket ger upphov till färger som blått och grönt. Vi kan dock observera att färgen kan variera beroende på den exakta sammansättningen av kvantpunkten.
De viktigaste tillämpningarna för kvantpunkter inkluderar tillverkning av enelektrontransistorer, produktion av solceller, produktion av lysdioder, enfotonkällor, kvantberäkning, cellbiologiforskning, mikroskopi och medicinsk bildbehandling.
Vad är skillnaden mellan Carbon Dots och Quantum Dots?
Den viktigaste skillnaden mellan kolprickar och kvantprickar är att kolprickar är små kolnanopartiklar, medan kvantprickar är små halvledarpartiklar. Kolprickar används vid bioavbildning, avkänning, läkemedelsleverans, katalys, optronik, etc., medan kvantprickar används vid tillverkning av enelektrontransistorer, solcellsproduktion, LED-produktion, enfotonkällor, kvantberäkningar, cellbiologiforskning, mikroskopi och medicinsk bildbehandling.
Följande infografik listar skillnaderna mellan kolprickar och kvantprickar i tabellform.
Sammanfattning – Carbon Dots vs Quantum Dots
Kolprickar och kvantprickar faller inom området kvantmekanik. Dessa är små partiklar i nanoskala. Den viktigaste skillnaden mellan kolprickar och kvantprickar är att kolprickar är små kolnanopartiklar, medan kvantprickar är små halvledarpartiklar.
