La principale différence entre les points de carbone et les points quantiques est que les points de carbone sont de petites nanoparticules de carbone, tandis que les points quantiques sont de petites particules semi-conductrices.
Les points de carbone et les points quantiques relèvent du domaine de la mécanique quantique. Ce sont de petites particules nanométriques.
Que sont les points de carbone ?
Les points de carbone sont de petites nanoparticules de carbone ayant une certaine forme de passivation de surface. Leur taille est inférieure à 10 nm. Ces points ont été découverts pour la première fois en 2004 accidentellement lors de la purification de nanotubes de carbone à paroi unique.
Les propriétés des points de carbone dépendent uniquement de leurs structures et de leurs compositions. La plupart du temps, de nombreuses fractions carboxyle à la surface des points de carbone confèrent une excellente solubilité dans l'eau et une biocompatibilité. Ces fragments ont tendance à permettre aux points de carbone de servir de nanoparticules conductrices de protons. De plus, ces particules conviennent à la modification chimique et à la passivation de surface aux côtés de divers matériaux organiques, polymères, inorganiques ou biologiques.
Il existe deux méthodes de synthèse des points de carbone. Ces deux méthodes sont la méthode "descendante" et la méthode "ascendante". Nous pouvons réaliser la production des points de carbone grâce à ces processus via des techniques chimiques, électrochimiques et physiques.
Figure 01: Points de carbone préparés à partir de différentes sources
La méthode "descendante" implique la décomposition de grandes structures de carbone (par exemple, le graphite, les nanotubes de carbone et le nanodiamant) en points de carbone à l'aide de l'ablation laser, de la décharge à l'arc et de la méthode électrochimique.
La méthode « ascendante » de production de points de carbone implique de petits précurseurs tels que des glucides, du citrate et des nanocomposites de silice polymère. Ces sources subissent un traitement hydrothermique/solvothermique, des voies de synthèse assistée et de synthèse par micro-ondes.
Que sont les points quantiques ?
Les points quantiques sont de petites particules semi-conductrices à l'échelle du nanomètre, ayant des propriétés optiques et électroniques qui diffèrent des grosses particules selon la mécanique quantique. Si nous observons des points quantiques par illumination sous lumière UV, un électron dans le point quantique a tendance à être excité dans un état ayant une énergie plus élevée. Ce processus correspond au passage d'un électron de la bande de valence à la bande de conductance lorsqu'il s'agit de la boîte quantique semi-conductrice. Ensuite, l'électron excité peut retomber dans la bande de valence en libérant son énergie via l'émission de lumière. Cette émission lumineuse est appelée photoluminescence, et nous pouvons l'illustrer comme suit:
Figure 02: Photoluminescence de points quantiques donnant différentes couleurs à partir de points quantiques de différentes tailles
Habituellement, les propriétés des points quantiques sont intermédiaires à celles des semi-conducteurs massifs et des atomes ou molécules discrets. De plus, les propriétés optoélectroniques des points quantiques changent en fonction de leur taille et de leur forme. En règle générale, les grands points quantiques émettent de longues longueurs d'onde et les couleurs émises par ces points quantiques vont de l'orange au rouge. En revanche, les petits points quantiques ont tendance à émettre des longueurs d'onde plus courtes donnant lieu à des couleurs telles que le bleu et le vert. Cependant, nous pouvons observer que la couleur peut varier en fonction de la composition exacte de la boîte quantique.
Les principales applications des points quantiques incluent la fabrication de transistors à un seul électron, la production de cellules solaires, la production de LED, les sources à photon unique, l'informatique quantique, la recherche en biologie cellulaire, la microscopie et l'imagerie médicale.
Quelle est la différence entre les points de carbone et les points quantiques ?
La principale différence entre les points de carbone et les points quantiques est que les points de carbone sont de petites nanoparticules de carbone, tandis que les points quantiques sont de petites particules semi-conductrices. Les points de carbone sont utilisés dans la bioimagerie, la détection, l'administration de médicaments, la catalyse, l'optronique, etc., tandis que les points quantiques sont utilisés dans la fabrication de transistors à un électron, la production de cellules solaires, la production de LED, les sources à photon unique, l'informatique quantique, la recherche en biologie cellulaire, microscopie et imagerie médicale.
L'infographie suivante répertorie les différences entre les points de carbone et les points quantiques sous forme de tableau.
Résumé - Points de carbone contre points quantiques
Les points de carbone et les points quantiques relèvent du domaine de la mécanique quantique. Ce sont de petites particules nanométriques. La principale différence entre les points de carbone et les points quantiques est que les points de carbone sont de petites nanoparticules de carbone, tandis que les points quantiques sont de petites particules semi-conductrices.
