kvantumkonfinációt

A kvantumkonfináció olyan fizikai jelenség, amely akkor lép fel, amikor a töltött részecskék – leggyakrabban elektronok és lyukak – térbeli mozgása olyan korlátozott rendszerekben történik, amelyek mérete összevethető a részecskék de Broglie-hullámhosszával. A korlátozás miatt az energiaállapotok nem folytonos sávokként, hanem diszkrét szintekként jelennek meg, és az energiaszintek mérete a rendszer méretével változik.

Dimenzionálisan a konfináció lehet 0D (kvantumpontok), 1D (kvantumdrrótok vagy kvantumvezetékek) és 2D (kvantumgödrök, kvantumlemezek) esetében. A 0D rendszerben teljesen diszkrét energiaszintek adódnak; a 1D rendszerekben a sűrűségállapotok jellegzetes van-Hove csúcsokkal írhatók; a 2D-ben pedig léptetett sűrűségállapotok jelennek meg. A konfináció hatására a sávszélesség megváltozik, és az optikai tulajdonságok is módosulnak.

A gyakorlati modellezésben elterjedt az effektív tömeg megközelítés és a particle-in-a-box modell. Egyszerűen: E ~ Ebulk + const/L^2, tehát a méret csökkenésével az energiaemelkedés jelentősebb lesz. Kisebb rendszerekben az exciton kötési energiája is nőhet, ami tovább módosítja az átmeneti energiákat.

Alkalmazások: kvantumpontokat használják kijelzőkben, bioimagingben, fotovoltaikában és lézertechnológiában, illetve kvantumgödrök rétegeit alkalmazzák LED-ekben és más optoelektronikai eszközökben. Kihívások közé tartozik a felület-állapotok szerepe, a méreteloszlás és a szintézis pontossága.