Karbon noktaları ve kuantum noktaları arasındaki temel fark, karbon noktalarının küçük karbon nanoparçacıkları, kuantum noktalarının ise küçük yarı iletken parçacıklar olmasıdır.
Hem karbon noktaları hem de kuantum noktaları kuantum mekaniği alanına girer. Bunlar küçük nano ölçekli parçacıklardır.
Karbon Noktaları nedir?
Karbon noktalar, bir tür yüzey pasivasyonuna sahip küçük karbon nanoparçacıklardır. Boyutları 10 nm'den küçüktür. Bu noktalar ilk olarak 2004 yılında tek duvarlı karbon nanotüplerin saflaştırılmasıyla tesadüfen keşfedildi.
Karbon noktalarının özellikleri yalnızca yapılarına ve bileşimlerine bağlıdır. Çoğu zaman, karbon noktalarının yüzeyindeki birçok karboksil parçası, suda mükemmel bir çözünürlük ve biyouyumluluk sağlar. Bu kısımlar, karbon noktalarının proton ileten nanopartiküller olarak hizmet etmesine izin verme eğilimindedir. Ayrıca bu partiküller, çeşitli organik, polimerik, inorganik veya biyolojik materyallerin yanı sıra kimyasal modifikasyon ve yüzey pasivasyonu için uygundur.
Karbon noktalarının sentezi için iki yöntem vardır. Bu ikisi “yukarıdan aşağıya” yöntemi ve “aşağıdan yukarıya” yöntemidir. Bu işlemler sayesinde kimyasal, elektrokimyasal ve fiziksel tekniklerle karbon noktalarının üretimini gerçekleştirebiliriz.
Şekil 01: Farklı Kaynaklardan Hazırlanan Karbon Noktaları
“Yukarıdan aşağıya” yöntemi, büyük karbon yapılarının (örneğin grafit, karbon nanotüpler ve nanoelmas) lazer ablasyonu, ark deşarjı ve elektrokimyasal yöntem kullanılarak karbon noktalarına parçalanmasını içerir.
Karbon nokta üretiminin "aşağıdan yukarıya" yöntemi, karbonhidratlar, sitrat ve polimer silika nanokompozitler gibi küçük öncüleri içerir. Bu kaynaklar hidrotermal/solvotermal işleme, destekli sentetik ve mikrodalga sentetik yollardan geçer.
Kuantum Noktaları nedir?
Kuantum noktaları, kuantum mekaniğine göre büyük parçacıklardan farklı optik ve elektronik özelliklere sahip, nanometre ölçeğinde küçük yarı iletken parçacıklardır. UV ışığı altında aydınlatma yoluyla kuantum noktalarını gözlemlersek, kuantum noktasındaki bir elektron daha yüksek enerjiye sahip bir duruma uyarılma eğilimindedir. Bu süreç, yarı iletken kuantum noktası söz konusu olduğunda, bir elektronun değerlik bandından iletkenlik bandına geçişine karşılık gelir. Daha sonra uyarılmış elektron, ışık emisyonu yoluyla enerjisinin serbest bırakılması yoluyla değerlik bandına geri düşebilir. Bu ışık emisyonuna fotolüminesans adı verilir ve bunu şu şekilde gösterebiliriz:
Şekil 02: Farklı Boyutlardaki Kuantum Noktalarından Farklı Renkler Veren Kuantum Noktalarının Fotolüminesansı
Genellikle, kuantum noktalarının özellikleri, toplu yarı iletkenlerin ve ayrı atomların veya moleküllerin özelliklerine göre orta düzeydedir. Ayrıca, kuantum noktalarının optoelektronik özellikleri, hem boyut hem de şeklin bir fonksiyonu olarak değişir. Tipik olarak, büyük kuantum noktaları uzun dalga boyları yayar ve bu kuantum noktalarından yayılan renkler turuncudan kırmızıya değişir. Buna karşılık, küçük kuantum noktaları, mavi ve yeşil gibi renklere yol açan daha kısa dalga boyları yayma eğilimindedir. Ancak kuantum noktasının tam bileşimine bağlı olarak rengin değişebileceğini gözlemleyebiliriz.
Kuantum noktalarının başlıca uygulamaları arasında tek elektronlu transistör üretimi, güneş pili üretimi, LED üretimi, tek foton kaynakları, kuantum hesaplama, hücre biyolojisi araştırması, mikroskopi ve tıbbi görüntüleme yer alır.
Karbon Noktaları ile Kuantum Noktaları Arasındaki Fark Nedir?
Karbon noktaları ve kuantum noktaları arasındaki temel fark, karbon noktalarının küçük karbon nanoparçacıkları, kuantum noktalarının ise küçük yarı iletken parçacıklar olmasıdır. Karbon noktalar biyogörüntüleme, algılama, ilaç dağıtımı, kataliz, optronik vb. alanlarda kullanılırken, kuantum noktalar tek elektronlu transistör imalatında, güneş pili üretiminde, LED üretiminde, tek foton kaynaklarında, kuantum hesaplamada, hücre biyolojisi araştırmalarında, mikroskopi ve tıbbi görüntüleme.
Aşağıdaki infografik, karbon noktaları ve kuantum noktaları arasındaki farkları tablo biçiminde listeler.
Özet – Karbon Noktaları ve Kuantum Noktaları
Karbon noktaları ve kuantum noktaları, kuantum mekaniği alanına girer. Bunlar küçük nano ölçekli parçacıklardır. Karbon noktaları ve kuantum noktaları arasındaki temel fark, karbon noktalarının küçük karbon nanoparçacıkları, kuantum noktalarının ise küçük yarı iletken parçacıklar olmasıdır.
