تفاوت اصلی بین نقاط کربن و نقاط کوانتومی این است که نقاط کربنی نانوذرات کربنی کوچک هستند، در حالی که نقاط کوانتومی ذرات نیمه هادی کوچک هستند.
هم نقاط کربن و هم نقاط کوانتومی در حوزه مکانیک کوانتومی قرار می گیرند. اینها ذرات کوچک در مقیاس نانو هستند.
نقاط کربن چیست؟
نقاط کربن نانوذرات کربنی کوچکی هستند که نوعی غیرفعال شدن سطحی دارند. اندازه آنها کمتر از 10 نانومتر است. این نقاط برای اولین بار در سال 2004 به طور تصادفی از طریق خالص سازی نانولوله های کربنی تک جداره کشف شدند.
خواص نقاط کربنی تنها به ساختار و ترکیبات آنها بستگی دارد.اغلب اوقات، بسیاری از بخش های کربوکسیل روی سطح نقاط کربن، حلالیت عالی در آب و زیست سازگاری را ایجاد می کنند. این بخش‌ها به نقاط کربن اجازه می‌دهند تا به عنوان نانوذرات رسانای پروتون عمل کنند. علاوه بر این، این ذرات برای اصلاح شیمیایی و غیرفعال سازی سطح در کنار مواد مختلف آلی، پلیمری، معدنی یا بیولوژیکی مناسب هستند.
دو روش برای سنتز نقاط کربن وجود دارد. این دو روش «بالا به پایین» و روش «پایین به بالا» هستند. ما می توانیم از طریق این فرآیندها از طریق تکنیک های شیمیایی، الکتروشیمیایی و فیزیکی به تولید نقاط کربنی دست یابیم.
شکل 01: نقاط کربن تهیه شده از منابع مختلف
روش "از بالا به پایین" شامل شکستن ساختارهای کربنی بزرگ (مانند گرافیت، نانولوله های کربنی و نانوالماس) به نقاط کربنی با استفاده از فرسایش لیزر، تخلیه قوس الکتریکی و روش الکتروشیمیایی است.
روش "از پایین به بالا" برای تولید نقطه کربن شامل پیش سازهای کوچکی مانند کربوهیدرات ها، سیترات و نانوکامپوزیت های سیلیس پلیمری است. این منابع تحت عملیات هیدروترمال/حلول‌ترمال، روش‌های مصنوعی پشتیبانی‌شده و مصنوعی مایکروویو قرار می‌گیرند.
نقاط کوانتومی چیست؟
نقاط کوانتومی ذرات نیمه هادی کوچکی در مقیاس نانومتری هستند که دارای خواص نوری و الکترونیکی هستند که بر اساس مکانیک کوانتومی با ذرات بزرگ متفاوت است. اگر نقاط کوانتومی را از طریق روشنایی زیر نور ماوراء بنفش مشاهده کنیم، یک الکترون در نقطه کوانتومی تمایل دارد به حالتی برانگیخته شود که انرژی بالاتری دارد. این فرآیند مربوط به انتقال یک الکترون از باند والانس به نوار رسانایی در مورد نقطه کوانتومی نیمه رسانا است.سپس الکترون برانگیخته شده می تواند از طریق آزاد شدن انرژی خود از طریق گسیل نور، به نوار ظرفیت بازگردد. این تابش نور فوتولومینسانس نام دارد و ما می توانیم آن را به صورت زیر نشان دهیم:
شکل 02: نورتابی نقاط کوانتومی که رنگ های متفاوتی از نقاط کوانتومی با اندازه های مختلف می دهد
معمولاً، خواص نقاط کوانتومی نسبت به نیمه هادی های حجیم و اتم ها یا مولکول های گسسته متوسط است. علاوه بر این، خواص اپتوالکترونیکی نقاط کوانتومی به عنوان تابعی از اندازه و شکل تغییر می کند. به طور معمول، نقاط کوانتومی بزرگ طول موج‌های بلند ساطع می‌کنند و رنگ‌های ساطع شده از این نقاط کوانتومی از نارنجی تا قرمز متغیر است.در مقابل، نقاط کوانتومی کوچک تمایل به انتشار طول موج های کوتاه تری دارند که باعث ایجاد رنگ هایی مانند آبی و سبز می شود. با این حال، می‌توانیم مشاهده کنیم که رنگ بسته به ترکیب دقیق نقطه کوانتومی می‌تواند متفاوت باشد.
کاربردهای اصلی نقاط کوانتومی شامل ساخت ترانزیستور تک الکترونی، تولید سلول خورشیدی، تولید LED، منابع تک فوتون، محاسبات کوانتومی، تحقیقات زیست شناسی سلولی، میکروسکوپ، و تصویربرداری پزشکی است.
تفاوت بین نقاط کربن و نقاط کوانتومی چیست؟
تفاوت اصلی بین نقاط کربن و نقاط کوانتومی این است که نقاط کربنی نانوذرات کربنی کوچک هستند، در حالی که نقاط کوانتومی ذرات نیمه هادی کوچکی هستند. نقاط کربن در تصویربرداری زیستی، سنجش، تحویل دارو، کاتالیز، اپترونیک و غیره استفاده می‌شوند، در حالی که نقاط کوانتومی در ساخت ترانزیستورهای تک الکترونی، تولید سلول‌های خورشیدی، تولید LED، منابع تک فوتون، محاسبات کوانتومی، تحقیقات زیست‌شناسی سلولی استفاده می‌شوند. میکروسکوپ و تصویربرداری پزشکی
اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین نقاط کربنی و نقاط کوانتومی را به شکل جدولی فهرست می‌کند.
خلاصه - نقاط کربن در مقابل نقاط کوانتومی
نقاط کربن و نقاط کوانتومی در حوزه مکانیک کوانتومی قرار دارند. این ذرات کوچک در مقیاس نانو هستند. تفاوت اصلی بین نقاط کربن و نقاط کوانتومی این است که نقاط کربنی نانوذرات کربنی کوچک هستند، در حالی که نقاط کوانتومی ذرات نیمه هادی کوچک هستند.
