Un punto quantico è una particella avente una dimensione approssimativa di un nanometro che ha le proprietà di visualizzazione di un semiconduttore. Un semiconduttore è un materiale solido che possiede una certa quantità di conduttività elettrica. Il silicio è uno dei materiali più popolari utilizzati nella creazione di un punto quantico.
La dimensione del punto quantico, un miliardesimo di metro, può far sì che mostri proprietà insolite che non sono presenti in campioni più grandi di un materiale semiconduttore. Queste proprietà potrebbero avere alcuni benefici per l’uomo, tra cui, ma non solo, la produzione di energia e luce. A differenza di alcune forme di nanotecnologia, il punto quantico non è teorico. È stato creato in un ambiente reale.
La chiave del punto quantico è negli elettroni. Gli elettroni occupano una delle due bande nel cristallo di un materiale. Fornendo gli stimoli appropriati, un elettrone, o forse più di uno, può essere incoraggiato a spostarsi da una banda all’altra. Mentre si sposta da una banda all’altra, crea un buco, che è caricato positivamente. Insieme, il foro e l’elettrone sono indicati come eccitoni.
L’elettrone e il foro nell’eccitone normalmente mantengono la loro distanza l’uno dall’altro. Questo è chiamato raggio di Exciton Bohr. Tuttavia, se il cristallo è di dimensioni ridotte, riempie questo spazio. Una volta che ciò accade, cambia la capacità del cristallo di assorbire ed emettere energia. A questo punto viene creato il punto quantico. È possibile ottenere colori diversi riducendo o aumentando la dimensione del punto quantico.
Il punto quantico ha una serie di applicazioni diverse. Più punti quantici possono essere utilizzati come diodi emettitori di luce negli espositori per insegne, colorazione cellulare per l’osservazione delle scienze biologiche e persino inchiostri che possono aiutare a individuare le contraffazioni. Un’altra applicazione di sicurezza che potrebbe essere presto realizzata è la polvere luminescente, che potrebbe essere utilizzata per tracciare i trasgressori nelle aree riservate.
Proprio come la fibra ottica, anche i punti quantici possono essere utilizzati per trasmettere dati. Alcune stime suggeriscono che il trasferimento di dati tramite punti quantici potrebbe aumentare di un milione di volte rispetto alle connessioni Ethernet standard.
Mentre queste sono alcune delle applicazioni all’avanguardia, ce ne sono anche di più banali. I punti quantici potrebbero essere utilizzati come fonte di luce negli edifici o persino come illuminazione per gli schermi dei computer.