النقاط الكمومية (QDs) هي جسيمات نانوية شبه موصلة بحجم أقل من 10 نانومتر، إذ أظهرت خصائص تعتمد على الحجم خاصة في الامتصاص البصري والتألق الضوئي ( PL).
نقطة الكم الخالية من الكادميوم
- عادةً، يمكن ضبط ذروة انبعاث الفلورة في (QDs) عن طريق تغيير أقطارها وحتى الآن، كانت (QDs) تتكون من عناصر مجموعة مختلفة مثل (CdTe)، (CdSe)، (CdS) في الفئة (II-VI)، (InP) أو (InAs)، وتعد (QDs) من المرشحين الواعدين مثل ملصقات الفلورسنت في تطبيقات بيولوجية مختلفة مثل التصوير الحيوي والاستشعار الحيوي وتوصيل الأدوية.
- ومع ذلك فإن معظم (QDs) في السوق التجاري هي (QDs) القائمة على الكادميوم (Cd)، حيث تمت مناقشة سميتها المحتملة في البيئة البيولوجية على مدار العقد الماضي، حيث أن أيونات (Cd 2+) المنبعثة من سطح (QD) شديدة السمية للخلايا والأنسجة، وهكذا ركز العديد من الباحثين على تطوير النقاط الكمومية الخالية من الكادميوم (CFQDs) في العقد الماضي.
- يحدث رنين البلازمون السطحي الموضعي (LSPR) بشكل مميز في النقاط الكمومية التي تحتوي على معدن أساسي مثل الكادميوم أو الرصاص، إذ يتميز هذا التفاعل بين المعادن النانوية مع الضوء بتذبذبات كثافة الشحنة المرتبطة بالسطح للإلكترونات الحرة بالرنين مع المجال الكهرومغناطيسي الدافع وينتج شدة محددة للضوء.
- وهذا يعني أن إلكترون التكافؤ للمعدن يتأرجح لأعلى ولأسفل بالتوافق مع المجال الكهرومغناطيسي المطبق من الضوء الطبيعي، مما يتسبب في انبعاث لون مختلف، وبالنسبة للمعادن التردد الذي يمكن عنده ضبط (LSPR) عن طريق ضبط حجم البلورة النانوية والهندسة والوسط المحلي، يتم التحكم فيه بشكل أساسي من خلال كثافة الإلكترون الحرة للمادة.
- ومع ذلك، يمكن أن يحدث (LSPR) في البلورات النانوية شبه الموصلة، والتي لا تحتوي على معدن أساسي ولكنها تحتوي بدلاً من ذلك على أشباه موصلات مخدرة مثل سيلينيد الزنك وفوسفيد الإنديوم، والتي تحتوي على كثافة حاملة مجانية ملحوظة.
- تتصرف (LSPRs) لأشباه الموصلات بشكل مشابه لكيفية تصرف (LSPR) للمعادن، مما يعني أنه يتم تغيير حجمها وشكلها، ويجب أن يتغير تردد (LSPR).
