Квантовая точка

Квантовая точка (КТ, QD, она же quantum dot, она же «нанохрень светящаяся») — эпитет, которым учОные и, что важнее, маркетологи окрестили микроскопический, даже наноскопический, кусочек полупроводника. Настолько крохотный, что его размеры уже сравнимы с чем-то там еще невидимым, из-за чего в нем начинают рулить законы не обычной физики из школки, а ее суровой и непонятной старшей сестры — квантовой механики. Главный лулз и основная фича этой вундервафли — ее способность светиться разным цветом в зависимости от размера. Да-да, анон, ты не ослышался: сделал точку чуть поменьше — она тебе синим подмигивает, насыпал побольше (в наномасштабах, конечно) — она уже краснеет, как школьница на первом свидании. Все это из-за эффекта, называемого квантовым ограничением, когда электрон внутри этой точки чувствует себя как хикка в хрущевке — места мало, энергия прет, и деваться ей особо некуда, кроме как вылететь в виде фотона строго определенного цвета.

Как оно работает (ну, типа)

Представь, анон, что ты запер котэ в коробке. В большой коробке он может бегать туда-сюда, почти как на воле. А теперь представь, что коробка становится все меньше и меньше. Скоро котэ сможет только сидеть или лежать. А если еще меньше — ему придется принять какую-то одну, строго фиксированную позу (вероятно, позу эмбриона или креветки). Вот примерно так же ведут себя электроны в этой квантовой точке. Чем меньше «коробка» (сама точка), тем сильнее ограничены возможные уровни энергии для электрона. Когда ты вкачиваешь в эту точку энергию (например, светом или электричеством), электрон возбуждается, прыгает на более высокий энергетический уровень, а потом, спустя мгновение, падает обратно, испуская излишек энергии в виде фотона. И вот тут-то размер и решает: в маленькой точке энергетические «ступеньки» большие, падать приходится глубоко — получается синий или фиолетовый фотон (высокая энергия). В точке покрупнее «ступеньки» меньше, падение не такое драматичное — фотон будет зеленым или красным (низкая энергия). Профит! Можно клепать цвета, просто меняя размер этих нанопылинок. Звучит как магия, но это просто физика, детка. Квантовая, но физика.

Зачем оно надо?

Изначально эти точки были игрушкой сугубо для физиков в их лабораториях. Они на них ставили опыты, писали диссертахи и получали гранты. Но потом пришли эффективные менеджеры и маркетологи, почуявшие запах профита. «А что если…» — подумали они, — «этими светящимися хреновинами улучшить телевизоры?». Сказано — сделано. Так появились телевизоры QLED (не путать с OLED, это другое) — по сути, обычные ЖК-телевизоры, но со слоем этих самых квантовых точек перед подсветкой. Точки эти фильтруют и «улучшают» свет от синих светодиодов подсветки, делая цвета на экране якобы более лучшими — чище, ярче, сочнее. Красный становится действительно красным, а зеленый — по-настоящему зеленым, а не тем унылым говном, что было раньше. Хомячок доволен, Samsung (главный адепт QLED) стрижет бабло.

Но и это еще не все! Если вы позвоните прямо сейчас… Квантовые точки суют и в другие места. Например, в медицину — ими метят раковые клетки, чтобы хирургу было виднее, что резать. Или в солнечные батареи — чтобы повысить их КПД. Или в светодиодные лампочки — для более приятного и естественного света. Потенциально их можно использовать даже для создания квантовых компьютеров, но это уже совсем далекое будущее и тема для отдельной драмы.

ТакЪ в чем подвох?

Файл:Sad frog.jpg

Когда узнал, что твой QLED-телек сделан с использованием кадмия.

Казалось бы, сплошные ништяки и технологии будущего. Но как всегда, есть нюансы.

Во-первых, самые годные, яркие и стабильные квантовые точки делают из материалов, содержащих кадмий. А кадмий, ВНЕЗАПНО, тяжелый металл и яд. Зеленые и евробюрократы бьют тревогу, производители клянутся мамой, что кадмия там микрограммы и он надежно упакован, но осадочек остался. Существуют и «бескадмиевые» точки (например, на основе индия), но они пока либо дороже, либо светят хуже. Дилемма!

Во-вторых, производство этих наноштук — процесс тонкий и не самый дешевый. Нужно вырастить кристаллы строго определенного размера с точностью до нескольких атомов. Чуть ошибся — и вместо красного получил оранжевый. FAIL. Это тебе не блины печь. Отсюда и цена на конечные продукты, особенно на первых порах.

В-третьих, как и любая модная технология, квантовые точки окружены аурой хайпа и маркетингового булшита. Не всегда легко отличить реальные преимущества от рекламных лозунгов. Тот же QLED — это все еще разновидность ЖК, со своими родовыми травмами вроде неидеального черного цвета, в отличие от OLED. Так что не ведись на все подряд, анонимус.