Көмүртек чекиттери менен кванттык чекиттердин ортосундагы негизги айырма бул көмүртек чекиттери кичинекей көмүртек нанобөлүкчөлөрү, ал эми кванттык чекиттер кичинекей жарым өткөргүч бөлүкчөлөр.
Көмүртек чекиттери дагы, кванттык чекиттер дагы кванттык механиканын тармагына кирет. Бул кичинекей наноөлчөмдүү бөлүкчөлөр.
Көмүртек чекиттери деген эмне?
Көмүртек чекиттери - бул беттик пассивациянын кандайдыр бир формасы бар кичинекей көмүртек нанобөлүкчөлөрү. Алардын өлчөмү 10 нм кем эмес. Бул чекиттер биринчи жолу 2004-жылы бир дубалдуу көмүртектүү нанотүтүктөрдү тазалоонун натыйжасында кокусунан табылган.
Көмүртек чекиттеринин касиеттери алардын түзүмүнө жана курамына гана көз каранды. Көпчүлүк учурда, көмүртек чекиттеринин бетиндеги көптөгөн карбоксил бөлүктөрү сууда эң сонун эригичтикти жана био шайкештикти берет. Бул бөлүктөр көмүртек чекиттерине протон өткөрүүчү нанобөлүкчөлөр катары кызмат кылууга мүмкүндүк берет. Мындан тышкары, бул бөлүкчөлөр ар кандай органикалык, полимердик, органикалык эмес же биологиялык материалдар менен бирге химиялык модификацияга жана беттик пассивацияга ылайыктуу.
Көмүртек чекиттерин синтездөөнүн эки ыкмасы бар. Бул экөө "жогорудан ылдый" ыкмасы жана "төмөндөн өйдө" ыкмасы болуп саналат. Бул процесстер аркылуу биз химиялык, электрохимиялык жана физикалык ыкмалар аркылуу көмүртек чекиттерин өндүрүүгө жетише алабыз.
01-сүрөт: Ар түрдүү булактардан даярдалган көмүртек чекиттери
“Жогорудан ылдыйга” ыкмасы лазердик абляция, дога разряды жана электрохимиялык ыкманы колдонуу менен чоң көмүртек структураларын (мис. графит, көмүртек нанотүтүкчөлөрү жана наноалмаз) көмүртек чекиттерине бөлүүнү камтыйт.
Көмүртек чекиттерин өндүрүүнүн "төмөндөн өйдө" ыкмасына карбонгидрат, цитрат жана полимердик кремний нанокомпозиттери сыяктуу кичинекей прекурсорлор кирет. Бул булактар гидротермикалык/солвотермикалык тазалоодон, колдоого алынган синтетикалык жана микротолкундуу синтетикалык жолдордон өтөт.
Кванттык чекиттер деген эмне?
Кванттык чекиттер – кванттык механикага ылайык чоң бөлүкчөлөрдөн айырмаланган оптикалык жана электрондук касиеттерге ээ болгон нанометрдик масштабдагы майда жарым өткөргүч бөлүкчөлөр. Эгерде биз кванттык чекиттерди ультрафиолет нурунун астында жарыктандыруу аркылуу байкасак, кванттык чекиттеги электрон энергиясы жогору болгон абалга дүүлүктүрөт. Бул процесс жарым өткөргүч кванттык чекитке карата электрондун валенттик тилкеден өткөргүчтүк тилкеге өтүүсүнө туура келет. Ошондо толкунданган электрон жарык чыгаруу аркылуу өзүнүн энергиясын чыгаруу аркылуу валенттик тилкеге кайра түшүшү мүмкүн. Бул жарык чыгаруу фотолюминесценция деп аталат жана биз аны төмөнкүчө чагылдыра алабыз:
02-сүрөт: Кванттык чекиттердин фотолюминесценциясы ар кандай өлчөмдөгү кванттык чекиттерден башка түстөрдү берет
Адатта, кванттык чекиттердин касиеттери жапырт жарым өткөргүчтөрдүн жана дискреттик атомдордун же молекулалардын касиеттеринен ортолук болот. Мындан тышкары, кванттык чекиттердин оптоэлектрондук касиеттери өлчөмүнө жана формасына жараша өзгөрөт. Адатта, чоң кванттык чекиттер узун толкун узундуктарын чыгарышат жана бул кванттык чекиттерден чыккан түстөр кызгылт сарыдан кызылга чейин өзгөрөт. Ал эми, кичинекей кванттык чекиттер көк жана жашыл сыяктуу түстөрдү пайда кылган кыска толкун узундуктарын чыгарышат. Бирок, түс кванттык чекиттин так курамына жараша өзгөрүшү мүмкүн экенин байкасак болот.
Кванттык чекиттердин негизги колдонмолоруна бир-электрондук транзисторлорду өндүрүү, күн батареяларын өндүрүү, жарык диоддорун өндүрүү, бир фотондуу булактар, кванттык эсептөөлөр, клетка биологиясын изилдөө, микроскопия жана медициналык сүрөттөө кирет.
Көмүртек чекиттери менен кванттык чекиттердин ортосунда кандай айырма бар?
Көмүртек чекиттери менен кванттык чекиттердин ортосундагы негизги айырма көмүртек чекиттери кичинекей көмүртек нанобөлүкчөлөрү, ал эми кванттык чекиттер кичинекей жарым өткөргүч бөлүкчөлөр. Көмүртек чекиттери биоискрипте, сезүү, дары жеткирүү, катализ, оптроникада ж.б. колдонулат, ал эми кванттык чекиттер бир электрондук транзисторду өндүрүүдө, күн батареяларын өндүрүүдө, светодиоддорду өндүрүүдө, бир фотон булактарында, кванттык эсептөөдө, клетка биологиясын изилдөөдө, микроскопия жана медициналык сүрөт.
Төмөнкү инфографикада көмүртек чекиттери менен кванттык чекиттердин ортосундагы айырмачылыктар таблица түрүндө келтирилген.
Кыскача маалымат – Көмүртек чекиттери жана кванттык чекиттер
Көмүртек чекиттери жана кванттык чекиттер кванттык механиканын тармагына кирет. Бул кичинекей нано бөлүкчөлөр. Көмүртек чекиттери менен кванттык чекиттердин ортосундагы негизги айырма бул көмүртек чекиттери кичинекей көмүртек нанобөлүкчөлөрү, ал эми кванттык чекиттер кичинекей жарым өткөргүч бөлүкчөлөр.
