يقع تفاعل الضوء مع الهياكل النانوية في صميم البصريات النانوية، فعندما تصبح الهياكل أصغر وأصغر، ستصبح قوانين ميكانيكا الكم واضحة، وستؤدي الطبيعة المنفصلة للحالات الذرية إلى تفاعلات طنين مع المادة الخفيفة.
خصائص بواعث الكم
- في الذرات والجزيئات والجسيمات النانوية، مثل البلورات النانوية شبه الموصلة وأنظمة الكم المحصور الأخرى يحدث الطنين عندما تتطابق طاقة الفوتون مع اختلاف الطاقة في مستويات الطاقة الداخلية الإلكترونية المنفصلة.
- نظرًا لخاصية الرنين، يمكن غالبًا تقريب تفاعل المادة الضوئية عن طريق معالجة بواعث الكم على أنها أنظمة فعالة من مستويين، أي من خلال النظر فقط في هذين المستويين الإلكترونيين اللذين يكون اختلافهما في الطاقة قريبًا من طاقة الفوتون المتفاعل.
- إن بواعث الكم تستخدم في التجارب البصرية، ويمكن استخدامها كمصادر أحادية الفوتون، ولديها خصائص إشعاعية للبواعث الكمومية.
أنواع بواعث الكم
- تعتمد إمكانية اكتشاف بواعث كمومية مفردة بصريًا في الغالب على حقيقة أن الانبعاث الأحمر يمكن تمييزه بكفاءة عالية ضد ضوء الإثارة، وهذا يفتح الطريق للتجارب التي يتم فيها دراسة خصائص هذه البواعث أو التي يتم استخدامها كمصادر منفصلة للضوء.
- يعد مصدر الفوتون المفرد في الحالة الصلبة جهازًا أساسيًا لتطبيق الاتصالات الكمومية، والحوسبة الكمومية والمعلومات الكمومية، وعلم القياس الكمي الثمين، فبعد سنوات من البحث وجد الباحثون بواعث الفوتون الفردي في النقاط الكمومية ذات الأبعاد الصفرية (QDs) والأسلاك النانوية أحادية البعد والمواد ثلاثية الأبعاد ذات فجوة الحزمة الواسعة وكذلك المواد ثنائية الأبعاد (2D) التي تم تطويرها مؤخرًا.
- لقد قام العلماء باستعراض موجزًا لبواعث الفوتون الفردية في مواد 2D فان دير فال، وتم تقديم بواعث الكم من مواد ثنائية الأبعاد مختلفة وخصائصها، وإدخال الضوء الكمومي المدفوع كهربائياً في ثنائي كالكوجينيدات المعادن الانتقالية (TMDs) القائم على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).
- فضلاً عن ذلك، تم تقديم كيفية تفصيل بواعث الكم بواسطة نانوبيلارز وهندسة الإجهاد، والتشابك بين الفونونات اللولبية (CPs) والفوتون الفردي في (TMDs) أحادية الطبقة.
