Nøkkelforskjellen mellom karbonprikker og kvanteprikker er at karbonprikker er små karbonnanopartikler, mens kvanteprikker er små halvlederpartikler.
Både karbonprikker og kvanteprikker faller inn under feltet kvantemekanikk. Dette er små partikler i nanoskala.
Hva er karbonprikker?
Karbonprikker er små karbonnanopartikler som har en form for overflatepassivering. Deres størrelse er mindre enn 10 nm. Disse prikkene ble først oppdaget i 2004 ved et uhell gjennom rensing av enkeltveggede karbon-nanorør.
Egenskapene til karbonprikker avhenger utelukkende av deres strukturer og sammensetninger. Som oftest gir mange karboksyldeler på karbonprikkenes overflate en utmerket løselighet i vann og biokompatibilitet. Disse delene har en tendens til å tillate karbonprikkene å tjene som protonledende nanopartikler. Dessuten er disse partiklene egnet for kjemisk modifisering og overflatepassivering sammen med ulike organiske, polymere, uorganiske eller biologiske materialer.
Det finnes to metoder for syntese av karbonprikker. Disse to er "top-down"-metoden og "bottom-up"-metoden. Vi kan oppnå produksjon av karbonprikker gjennom disse prosessene via kjemiske, elektrokjemiske og fysiske teknikker.
Figur 01: Karbonprikker utarbeidet fra forskjellige kilder
Topp-ned-metoden innebærer å bryte ned store karbonstrukturer (f.eks. grafitt, karbon-nanorør og nanodiamant) til karbonprikker ved bruk av laserablasjon, lysbueutladning og elektrokjemisk metode.
«bottom-up»-metoden for produksjon av karbonprikker involverer små forløpere som karbohydrater, sitrat og polymer silika nanokompositter. Disse kildene gjennomgår hydrotermisk/solvotermisk behandling, støttede syntetiske og syntetiske mikrobølgeruter.
Hva er Quantum Dots?
Kvanteprikker er små halvlederpartikler på nanometerskala, med optiske og elektroniske egenskaper som skiller seg fra store partikler i henhold til kvantemekanikken. Hvis vi observerer kvanteprikker gjennom belysning under UV-lys, har et elektron i kvanteprikken en tendens til å bli opphisset til en tilstand med høyere energi. Denne prosessen tilsvarer overgangen til et elektron fra valansbåndet til konduktansbåndet når det gjelder den halvledende kvanteprikken. Da kan det eksiterte elektronet falle tilbake i valensbåndet gjennom frigjøring av energien via emisjon av lys. Denne lysemisjonen kalles fotoluminescens, og vi kan illustrere den som følger:
Figur 02: Fotoluminescens av kvanteprikker som gir forskjellige farger fra kvanteprikker med forskjellige størrelser
Vanligvis er egenskapene til kvanteprikker mellomliggende egenskaper til bulkhalvledere og diskrete atomer eller molekyler. Dessuten endres de optoelektroniske egenskapene til kvanteprikker som en funksjon av både størrelse og form. Vanligvis sender store kvanteprikker ut lange bølgelengder, og fargene som sendes ut fra disse kvanteprikkene varierer fra oransje til rødt. I kontrast har små kvanteprikker en tendens til å sende ut kortere bølgelengder som gir opphav til farger som blått og grønt. Vi kan imidlertid observere at fargen kan variere avhengig av den nøyaktige sammensetningen av kvanteprikken.
De viktigste bruksområdene for kvanteprikker inkluderer produksjon av enkeltelektrontransistorer, solcelleproduksjon, LED-produksjon, enkeltfotonkilder, kvantedatabehandling, cellebiologiforskning, mikroskopi og medisinsk bildebehandling.
Hva er forskjellen mellom karbonprikker og kvanteprikker?
Nøkkelforskjellen mellom karbonprikker og kvanteprikker er at karbonprikker er små karbonnanopartikler, mens kvanteprikker er små halvlederpartikler. Karbonprikker brukes i bioimaging, sensing, medikamentlevering, katalyse, optronikk, etc., mens kvanteprikker brukes i enkeltelektrontransistorproduksjon, solcelleproduksjon, LED-produksjon, enkeltfotonkilder, kvantedatabehandling, cellebiologiforskning, mikroskopi og medisinsk bildediagnostikk.
Følgende infografikk viser forskjellene mellom karbonprikker og kvanteprikker i tabellform.
Sammendrag – Carbon Dots vs Quantum Dots
Karbonprikker og kvanteprikker kommer inn under kvantemekanikkfeltet. Dette er små partikler i nanoskala. Hovedforskjellen mellom karbonprikker og kvanteprikker er at karbonprikker er små karbonnanopartikler, mens kvanteprikker er små halvlederpartikler.
