Tofauti kuu kati ya nukta za kaboni na nukta za quantum ni kwamba nukta za kaboni ni chembechembe ndogo za kaboni, ambapo nukta za quantum ni chembe ndogo za semicondukta.
Dots zote mbili za kaboni na nukta za quantum ziko chini ya uga wa mekanika ya quantum. Hizi ni chembe ndogo za nanoscale.
Nyuta za Carbon ni nini?
Vitone vya kaboni ni nanoparticle ndogo ya kaboni yenye aina fulani ya upitishaji wa uso. Ukubwa wao ni chini ya 10 nm. Nukta hizi ziligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 2004 kwa bahati mbaya kupitia utakaso wa nanotube za kaboni zenye ukuta mmoja.
Sifa za nukta za kaboni hutegemea tu miundo na utunzi wao. Mara nyingi, sehemu nyingi za kaboksili kwenye uso wa nukta za kaboni hutoa umumunyifu bora katika maji na utangamano wa kibiolojia. Sehemu hizi huwa na kuruhusu nukta za kaboni kutumika kama nanoparticles zinazopitisha protoni. Zaidi ya hayo, chembe hizi zinafaa kwa urekebishaji wa kemikali na upitishaji uso pamoja na nyenzo mbalimbali za kikaboni, polimeri, isokaboni au kibaolojia.
Kuna mbinu mbili za usanisi wa nukta za kaboni. Hizi mbili ni njia ya "juu-chini" na njia ya "chini-juu". Tunaweza kufikia utengenezaji wa nukta za kaboni kupitia michakato hii kupitia kemikali, kemikali za kielektroniki na mbinu za kimaumbile.
Kielelezo 01: Nunua za Kaboni Zimetayarishwa kutoka Vyanzo Tofauti
Njia ya "juu-chini" inahusisha ugawaji wa miundo mikubwa ya kaboni (k.m. grafiti, nanotubes za kaboni, na nanodiamond) kuwa nukta za kaboni kwa kutumia ablation ya leza, usaha wa arc na mbinu ya kielektroniki.
Njia ya "chini-juu" ya utengenezaji wa nukta za kaboni inahusisha vianzilishi vidogo kama vile kabohaidreti, sitrati na nanocomposites za silika za polima. Vyanzo hivi hupitia matibabu ya hydrothermal/solvothermal, sanisi inayotumika, na njia za sanisi za microwave.
Quantum Dots ni nini?
Vitone vya Quantum ni chembe ndogo za semikondukta kwenye mizani ya nanometa, zenye sifa za macho na kielektroniki ambazo hutofautiana na chembe kubwa kulingana na mechanics ya quantum. Tukiona nukta za quantum kupitia mwangaza chini ya mwanga wa UV, elektroni katika nukta ya quantum huwa na msisimko katika hali yenye nishati nyingi zaidi. Mchakato huu unalingana na mpito wa elektroni kutoka kwa bendi ya valance hadi bendi ya upitishaji inapohusu nukta ya quantum inayopitisha nusu. Kisha elektroni iliyosisimka inaweza kushuka nyuma kwenye bendi ya valence kupitia kutolewa kwa nishati yake kupitia utoaji wa mwanga. Utoaji huu wa mwanga unaitwa photoluminescence, na tunaweza kuielezea kama ifuatavyo:
Kielelezo 02: Photoluminescence ya Vitone vya Quantum Inayotoa Rangi Tofauti kutoka kwa Nunua za Quantum zenye Ukubwa Tofauti
Kwa kawaida, sifa za nukta za quantum huwa za kati na zile za semiconductors nyingi na atomi bainifu au molekuli. Zaidi ya hayo, sifa za optoelectronic za nukta za quantum hubadilika kama kazi ya ukubwa na umbo. Kwa kawaida, vitone vikubwa vya quantum hutoa urefu wa mawimbi, na rangi zinazotolewa kutoka kwa nukta hizi za quantum huanzia chungwa hadi nyekundu. Kinyume chake, nukta ndogo za quantum huwa na urefu wa mawimbi mafupi na hivyo kusababisha rangi kama vile bluu na kijani. Hata hivyo, tunaweza kuona kwamba rangi inaweza kutofautiana kulingana na utungaji halisi wa nukta ya quantum.
Matumizi makuu ya nukta za quantum ni pamoja na utengenezaji wa transistor ya elektroni moja, utengenezaji wa seli za jua, utengenezaji wa taa za LED, vyanzo vya fotoni moja, kompyuta ya quantum, utafiti wa baiolojia ya seli, hadubini, na picha za matibabu.
Nini Tofauti Kati ya Nunua za Kaboni na Nunua za Quantum?
Tofauti kuu kati ya nukta za kaboni na nukta za quantum ni kwamba nukta za kaboni ni nanoparticles ndogo za kaboni, ilhali nukta za quantum ni chembe ndogo za semicondukta. Nukta za kaboni hutumiwa katika taswira ya kibayolojia, kuhisi, utoaji wa dawa, kichocheo, macho, n.k., huku nukta za quantum zinatumika katika utengenezaji wa transistor ya elektroni moja, utengenezaji wa seli za jua, utengenezaji wa taa za LED, vyanzo vya fotoni moja, kompyuta ya quantum, utafiti wa baiolojia ya seli, hadubini, na taswira ya kimatibabu.
Infografia ifuatayo inaorodhesha tofauti kati ya nukta za kaboni na nukta za quantum katika umbo la jedwali.
Muhtasari – Nukta za Kaboni dhidi ya Nunua za Quantum
Vitone vya kaboni na vitone vya quantum huja chini ya uga wa quantum mechanics. Hizi ni chembe ndogo za nanoscale. Tofauti kuu kati ya nukta za kaboni na nukta za quantum ni kwamba nukta za kaboni ni nanoparticles ndogo za kaboni, ambapo nukta za quantum ni chembe ndogo za semicondukta.
