Un punto cuántico es una partícula que tiene un tamaño aproximado de un nanómetro y que tiene las propiedades de visualización de un semiconductor. Un semiconductor es un material sólido que posee cierta conductividad eléctrica. El silicio es uno de los materiales más utilizados para crear un punto cuántico.
El tamaño del punto cuántico, una mil millonésima parte de un metro, puede hacer que exhiba propiedades inusuales que no están presentes en muestras más grandes de un material semiconductor. Estas propiedades podrían tener algunos beneficios para los humanos, incluidos, entre otros, la producción de energía y luz. A diferencia de algunas formas de nanotecnología, el punto cuántico no es teórico. Ha sido creado en un entorno del mundo real.
La clave del punto cuántico está en los electrones. Los electrones ocupan una de las dos bandas del cristal de un material. Al proporcionar los estímulos adecuados, se puede alentar a un electrón, o quizás a más de uno, a pasar de una banda a la otra. A medida que se mueve de una banda a otra, crea un agujero, que está cargado positivamente. Juntos, el agujero y el electrón se denominan excitón.
El electrón y el agujero en el excitón normalmente mantienen su distancia entre sí. Esto se llama Radio de Exciton Bohr. Sin embargo, si el cristal se reduce de tamaño, llena esta brecha. Una vez que eso sucede, cambia la capacidad del cristal para absorber y emitir energía. En este punto, se crea el punto cuántico. Se pueden obtener diferentes colores reduciendo o aumentando el tamaño del punto cuántico.
El punto cuántico tiene varias aplicaciones diferentes. Se pueden usar múltiples puntos cuánticos como diodos emisores de luz en letreros, tinción celular para observación de ciencias biológicas e incluso tintas que pueden ayudar a detectar falsificaciones. Otra aplicación de seguridad que pronto podría implementarse es el polvo luminiscente, que podría usarse para rastrear intrusos en áreas restringidas.
Al igual que la fibra óptica, los puntos cuánticos también se pueden utilizar para transmitir datos. Algunas estimaciones sugieren que la transferencia de datos mediante puntos cuánticos podría multiplicarse por un millón con respecto a las conexiones Ethernet estándar.
Si bien estas son algunas de las aplicaciones de vanguardia, también hay otras más mundanas. Los puntos cuánticos podrían usarse como fuente de luz en edificios, o incluso como iluminación para pantallas de computadora.