量子點的定義:
量子點是壹種納米材料,廣義的納米材料是指在三維空間中至少有壹維處於納米尺度範圍或由它們作為基本單元構成的材料。按維數,納米材料的基本單元可分為三類:
不同維度材料 (a)三維體材料(b)二維量子阱材料
(c)壹維量子線材料(d)零維量子點材料
(1)當材料的尺寸在壹個維度方向上與電子的德布羅意波長相比擬時,該材料被稱為壹維受限的量子阱材料。量子阱材料的特點是電子能量在二維空間是連續的,其典型代表是超晶格量子阱材料
(2)當材料在兩個維度方向上的尺寸與電子的德布羅意波長相比擬時稱為量子線(圖 1- lc),其典型的代表是碳納米管。
(3)當半導體材料從體相逐漸減小至壹定尺寸以後,材料的特征尺寸在三個維度上都與電子的德布羅意波長或電子平均自由程相比擬或更小時,電子在材料中的運動受到了三維限制,也就是說電子的能量在三個維度上都是量子化的,稱這種電子在三個維度上都受限制的材料為量子點。由於載流子(電子、空穴)在量子點材料中的運動受限(類似於在小箱中運動的粒子),導致動能的增加,相應的電子結構也從體相連續的能帶結構變成類原子的分立的能級結構。通過控制量子點的尺寸可以調節其能隙的大小,這使得半導體量子點材料己成為當今能帶工程的壹個重要組成部分。