Boîte quantique
Une boîte quantique ou point quantique, aussi connu sous son appellation anglophone de quantum dot, est une nanostructure de semi-conducteurs. De par sa taille et ses caractéristiques, elle se comporte comme un puits de potentiel qui confine les électrons (et les trous) dans les trois dimensions de l'espace, dans une région d'une taille de l'ordre de lalongueur d'onde des électrons (longueur d'onde de De Broglie), soit quelques dizaines de nanomètres dans un semi-conducteur. Ce confinement donne aux boîtes quantiques des propriétés proches de celles d'un atome, raison pour laquelle les boites quantiques sont parfois qualifiés d' « atomes artificiels ».
Découverte
La découverte des boîtes quantiques remonte aux années 1980, identifiées pour la première fois dans une matrice vitreuse (glass matrix) par Alexei Ekimov (en) et dans une solution colloïdale par Louis E Brus (en). Le terme « point quantique » correspond au « quantum dot » anglais fondu par Mark Reed.
Applications
Les chercheurs ont étudié leur application dans les transistors, l'amélioration des cellules solaires, l'émission de différentes longueurs d'onde dans les LEDs et les faisceaux diodes en plus de leurs qualités dans l'imagerie médicale et le repérage de cellules cancéreuses. Les points quantiques ont en plus une application dans l'informatique où des qubits (qunités) remplacent le système de 0 et 1 actuels.
Réalisation des boîtes quantiques
Il existe plusieurs façons de réaliser des boites quantiques, parmi ces techniques, on peut citer la méthode dite de Stranski-Krastanov. L’idée consiste à faire croître une hétérostructure à partir de deux matériaux semi-conducteurs de largeurs de bande interdite différentes et présentant une légère différence de paramètre de maille.
Une start-up israélienne1 a développé des prototypes en phase pré-industrielle utilisant les boîtes quantiques (appelées nanodots) à base de composés organiques (des polypeptides d'une taille voisine de 2