Boîte quantique
Une boîte quantique ou point quantique est un semi-conducteur à l'échelle naine dont les caractéristiques électroniques sont étroitement liés aux dimensions de sa forme de cristal. Un de leurs avantages principaux est leur taille hautement adaptable et donc leur haut degré d'accordabilité (tunability). En règle général, un plus petit cristal égale un plus large écart énergétique entre la bande de valence maximale et la bande de conduction minimale. En conséquence, il faut plus d'énergie pour exciter le point, et de même, le retour du cristal à son état de repos libère plus d'énergie. Par exemple, dans des applications de teinture fluo, ce fait correspond au bleuissement (fréquences plus hautes) de la lumière émise après l'excitation du point à mesure que le cristal se rapétisse.
De par sa taille, il se comporte comme un puits de potentiel qui confine les électrons et les trous dans les trois dimensions de l'espace, dans une région d'une taille de l'ordre de la longueur d'onde des électrons selon de Broglie, soit quelques dizaines de nanomètres dans un semi-conducteur. Ce confinement donne aux boîtes quantiques des propriétés proches de celles d'un atome, raison pour laquelle on appelle aussi les boites quantiques atomes artificiels.
Leur découverte remonte aux années 1980, idéntifiés pour la première fois dans une matrice verrière (glass matrix) par Alexei Ekimov et dans une solution colloïdale par Louis E Brus. Le terme point quantique correspond au quantum dot anglais fondu par Mark Reed. Les chercheurs ont étudié leur application dans les transistors, l'amélioration des cellules solaires, l'émission de différentes longueurs d'onde dans les LEDs et les faisceaux diodes en plus de leurs qualités dans l'imagerie médicale et le repérage de cellules cancéreuses. Les points quantiques ont en plus une application dans l'informatique où des qubits (qunités) remplacent le système de 0 et 1 actuels.
