Puntos cuánticos

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Propiedades y aplicaciones de los puntos cuánticos

Los puntos cuánticos son especialmente importantes para aplicaciones ópticas debido a sus colores brillantes y puros, y a su capacidad para emitir un espectro de colores. También ofrecen una alta eficiencia cuántica, una larga vida útil y un alto coeficiente de extinción. Debido a estas propiedades, se utilizan en LED, iluminación de estado sólido, pantallas y energía fotovoltaica.

Como estructuras de dimensión cero, los puntos cuánticos tienen una densidad de estados más nítida en comparación con los materiales de mayor dimensión. Su pequeño tamaño permite que los electrones recorran distancias más cortas que en partículas más grandes, lo que permite un funcionamiento más rápido de dispositivos electrónicos como transistores, células solares, interruptores ópticos ultrarrápidos, puertas lógicas y computación cuántica.

El pequeño tamaño de los puntos cuánticos también les permite desplazarse por todo el cuerpo, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones biomédicas, como la bioimagen, los bioensayos y los biosensores. Los puntos cuánticos ofrecen ventajas sobre los colorantes orgánicos en los biosensores basados en la fluorescencia: los puntos cuánticos pueden emitir en todo el espectro, son más brillantes, emiten anchos espectrales más estrechos y presentan una degradación mínima con el tiempo, lo que los hace superiores a los colorantes orgánicos tradicionales en aplicaciones biomédicas.

Puntos cuánticos inorgánicos

Los puntos cuánticos inorgánicos son puntos cuánticos compuestos por materiales semiconductores inorgánicos, que suelen consistir en elementos de los grupos II-VI (como CdSe, CdS, ZnS), III-V (como InP, InAs, GaAs) o IV-VI (como PbS, PbSe) de la tabla periódica. Los puntos cuánticos inorgánicos consisten en puntos cuánticos de tipo núcleo, núcleo-cubierta y aleados.

Ofrecemos puntos cuánticos inorgánicos con rangos espectrales desde UV hasta NIR, disponibles en soluciones fáciles de manejar de agua o tolueno, y con una amplia gama de funcionalizaciones de superficie.

Puntos cuánticos de tipo núcleo

Los puntos cuánticos de tipo núcleo son nanocristales fabricados a partir de un único material, por ejemplo, CdTe o PbS. Las propiedades de fotoelectroluminiscencia y electroluminiscencia de los nanocristales de tipo núcleo se ajustan simplemente cambiando el tamaño de las partículas.

Puntos cuánticos de núcleo-cubierta

Los puntos cuánticos de núcleo-cubierta consisten en un material semiconductor de núcleo y una cubierta semiconductora distinta, como ZnS, que mejora la eficiencia cuántica y la estabilidad.

Al rodear el núcleo (CdSe) con un material de mayor banda prohibida (cubierta), estos puntos cuánticos alcanzan un rendimiento cuántico superior al 50 %. El recubrimiento de la cubierta también pasiva los sitios de recombinación no radiativa, lo que los hace más resistentes a las condiciones de proceso para diversas aplicaciones.

Puntos cuánticos aleados

Los puntos cuánticos semiconductores aleados, formados por la combinación de dos semiconductores con bandas prohibidas diferentes, permiten ajustar las propiedades ópticas y electrónicas a través de la composición y la estructura interna, en lugar de solo el tamaño. Estas aleaciones presentan propiedades distintas tanto de sus homólogos a granel como de los semiconductores originales, lo que proporciona una capacidad de ajuste dependiente de la composición más allá de los efectos de confinamiento cuántico.

Puntos cuánticos sin cadmio

El desarrollo de puntos cuánticos sin cadmio ha sido impulsado por preocupaciones relacionadas con la toxicidad, y los puntos cuánticos con núcleo/cubierta de InP/ZnS y CuInS₂/ZnS se han convertido en las principales alternativas. Estos materiales sin Cd permiten aplicaciones más seguras en imágenes biológicas, pantallas y optoelectrónica.

Puntos cuánticos basados en carbono

Los puntos cuánticos basados en carbono presentan muchas propiedades ventajosas además del confinamiento cuántico y los efectos de borde, como alta biocompatibilidad, solubilidad en agua, fácil modificación química y propiedades catalíticas. Los tipos de puntos cuánticos basados en carbono incluyen los puntos cuánticos de grafeno (GQD) y los puntos cuánticos de carbono (CQD). Los GQD son estructuras de grafeno (carbono hibridado sp2) compuestas por varias capas con dimensiones laterales inferiores a 100 nanómetros. Los CQD están compuestos por una estructura de carbono hibridado sp2 y sp3 desordenada similar al carbono amorfo y tienen dimensiones físicas inferiores a 10 nanómetros.

Puntos cuánticos de perovskita

Los puntos cuánticos de perovskita (PQD) son materiales semiconductores con alta eficiencia luminiscente. Tienen un umbral bajo, longitud de onda sintonizable y emisión estimulada (SE) ultraestable. Estos semiconductores son una clase de materiales de perovskita híbridos orgánicos-inorgánicos basados en haluros metálicos, con la fórmula común ABX3, donde A es cesio (Cs) o FA (formamidinio), X es cloro (Cl), bromo (Br) o yodo (I). Tienen una banda prohibida directa que es útil para una variedad de dispositivos optoelectrónicos.

Puntos cuánticos infrarrojos

Los puntos cuánticos infrarrojos, compuestos por semiconductores de banda prohibida estrecha como PbS, Ag₂S y Ag₂Se, proporcionan propiedades ópticas ajustables en cuanto al tamaño en el rango del infrarrojo cercano al corto (NIR a SWIR). Estos materiales permiten aplicaciones críticas, como fotodetectores para sensores, sensibilizadores para células solares y emisores infrarrojos para telecomunicaciones e imágenes biológicas. 

Kits de puntos cuánticos

Aproveche las propiedades ópticas y biocompatibles únicas de nuestros kits de puntos cuánticos. Los kits incluyen nanopartículas en mezclas listas para usar. Seleccione fácilmente anticuerpos o desarrolle nuevos diagnósticos in vitro. No se necesita experiencia previa en conjugación. Aproveche todo el potencial de estos potentes materiales en sus proyectos de investigación.

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