Un point quantique est une particule ayant une taille approximative d’un nanomètre qui a les propriétés d’affichage d’un semi-conducteur. Un semi-conducteur est un matériau solide qui possède une certaine quantité de conductivité électrique. Le silicium est l’un des matériaux les plus utilisés pour créer une boîte quantique.
La taille du point quantique, un milliardième de mètre, peut l’amener à présenter des propriétés inhabituelles qui ne sont pas présentes dans des échantillons plus grands d’un matériau semi-conducteur. Ces propriétés pourraient avoir certains avantages pour les humains, y compris, mais sans s’y limiter, la production d’énergie et de lumière. Contrairement à certaines formes de nanotechnologie, la boîte quantique n’est pas théorique. Il a été créé dans un environnement réel.
La clé de la boîte quantique se trouve dans les électrons. Les électrons occupent l’une des deux bandes du cristal d’un matériau. En fournissant les stimuli appropriés, un électron, ou peut-être plus d’un, peut être encouragé à passer d’une bande à l’autre. En se déplaçant d’une bande à l’autre, il crée un trou, qui est chargé positivement. Ensemble, le trou et l’électron sont appelés exciton.
L’électron et le trou dans l’exciton gardent normalement leur distance l’un de l’autre. C’est ce qu’on appelle le rayon Exciton Bohr. Cependant, si le cristal est de taille réduite, il comble cet espace. Une fois que cela se produit, cela modifie la capacité du cristal à absorber et à émettre de l’énergie. À ce stade, le point quantique est créé. Différentes couleurs peuvent être obtenues en réduisant ou en augmentant la taille de la boîte quantique.
La boîte quantique a un certain nombre d’applications différentes. Plusieurs points quantiques peuvent être utilisés comme diodes électroluminescentes dans les panneaux d’affichage, la coloration des cellules pour l’observation des sciences de la vie, voire des encres pouvant aider à repérer les contrefaçons. Une autre application de sécurité qui pourrait bientôt être réalisée est la poussière luminescente, qui pourrait être utilisée pour suivre les intrus dans les zones restreintes.
Tout comme la fibre optique, les points quantiques peuvent également être utilisés pour transmettre des données. Certaines estimations suggèrent que le transfert de données à l’aide de points quantiques pourrait être multiplié par un million par rapport aux connexions Ethernet standard.
Bien qu’il s’agisse de certaines des applications de pointe, il existe également des applications plus banales. Les points quantiques pourraient être utilisés comme source de lumière dans les bâtiments, ou même comme éclairage pour les écrans d’ordinateur.