Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga tuldok ng carbon at mga tuldok na quantum ay ang mga tuldok ng carbon ay maliliit na nanoparticle ng carbon, samantalang ang mga tuldok ng quantum ay maliliit na partikulo ng semiconductor.
Ang parehong mga carbon dots at quantum dots ay nasa ilalim ng larangan ng quantum mechanics. Ito ay maliliit na nanoscale particle.
Ano ang Carbon Dots?
Ang mga tuldok ng carbon ay maliit na carbon nanoparticle na mayroong ilang anyo ng pag-passivation sa ibabaw. Ang kanilang sukat ay mas mababa sa 10 nm. Ang mga tuldok na ito ay unang natuklasan noong 2004 nang hindi sinasadya sa pamamagitan ng paglilinis ng mga single-walled carbon nanotube.
Ang mga katangian ng mga carbon tuldok ay nakasalalay lamang sa kanilang mga istruktura at komposisyon. Kadalasan, maraming carboxyl moieties sa ibabaw ng mga tuldok ng carbon ang nagbibigay ng mahusay na solubility sa tubig at biocompatibility. Ang mga moieties na ito ay may posibilidad na pahintulutan ang mga tuldok ng carbon na magsilbi bilang mga nanoparticle na nagsasagawa ng proton. Higit pa rito, ang mga particle na ito ay angkop para sa chemical modification at surface passivation kasama ng iba't ibang organic, polymeric, inorganic o biological na materyales.
Mayroong dalawang paraan ng synthesis ng mga tuldok ng carbon. Ang dalawang iyon ay ang "top-down" na paraan at ang "bottom-up" na paraan. Makakamit natin ang paggawa ng mga tuldok ng carbon sa pamamagitan ng mga prosesong ito sa pamamagitan ng kemikal, electrochemical at pisikal na mga diskarte.
Figure 01: Mga Carbon Dots na Inihanda mula sa Iba't ibang Pinagmumulan
Ang pamamaraang “top-down” ay kinabibilangan ng paghiwa-hiwalay ng malalaking istruktura ng carbon (hal. graphite, carbon nanotubes, at nanodiamond) sa mga tuldok ng carbon sa paggamit ng laser ablation, arc discharge, at electrochemical method.
Ang "bottom-up" na paraan ng paggawa ng carbon dot ay kinabibilangan ng maliliit na precursors gaya ng carbohydrates, citrate, at polymer silica nanocomposites. Ang mga source na ito ay sumasailalim sa hydrothermal/solvothermal treatment, sinusuportahang synthetic, at microwave synthetic na mga ruta.
Ano ang Quantum Dots?
Ang Quantum dots ay maliliit na semiconductor particle sa nanometer scale, na mayroong optical at electronic na katangian na naiiba sa malalaking particle ayon sa quantum mechanics. Kung mapapansin natin ang mga quantum dots sa pamamagitan ng pag-iilaw sa ilalim ng UV light, ang isang electron sa quantum dot ay may posibilidad na matuwa sa isang estado na may mas mataas na enerhiya. Ang prosesong ito ay tumutugma sa paglipat ng isang electron mula sa valance band patungo sa conductance band kapag may kinalaman sa semiconducting quantum dot. Pagkatapos ang nasasabik na elektron ay maaaring bumaba pabalik sa valence band sa pamamagitan ng paglabas ng enerhiya nito sa pamamagitan ng paglabas ng liwanag. Ang light emission na ito ay pinangalanang photoluminescence, at maaari naming ilarawan ito bilang mga sumusunod:
Figure 02: Photoluminescence ng Quantum Dots na Nagbibigay ng Iba't ibang Kulay mula sa Quantum Dots na may Iba't ibang Sukat
Karaniwan, ang mga katangian ng mga quantum dots ay intermediate sa mga katangian ng bulk semiconductors at discrete atoms o molecules. Bukod dito, ang mga optoelectronic na katangian ng mga quantum dots ay nagbabago bilang isang function ng parehong laki at hugis. Karaniwan, ang malalaking quantum dots ay naglalabas ng mahahabang wavelength, at ang mga inilalabas na kulay mula sa mga quantum dots na ito ay mula sa orange hanggang pula. Sa kabaligtaran, ang mga maliliit na quantum tuldok ay may posibilidad na naglalabas ng mas maikling mga wavelength na nagbibigay ng mga kulay tulad ng asul at berde. Gayunpaman, mapapansin natin na maaaring mag-iba ang kulay depende sa eksaktong komposisyon ng quantum dot.
Ang mga pangunahing aplikasyon ng quantum dots ay kinabibilangan ng single-electron transistor manufacturing, solar cell production, LEDs production, single-photon sources, quantum computing, cell biology research, microscopy, at medical imaging.
Ano ang Pagkakaiba ng Carbon Dots at Quantum Dots?
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga tuldok ng carbon at mga tuldok na quantum ay ang mga tuldok ng carbon ay maliliit na nanoparticle ng carbon, samantalang ang mga tuldok na quantum ay maliliit na mga partikulo ng semiconductor. Ginagamit ang mga tuldok ng carbon sa bioimaging, sensing, paghahatid ng gamot, catalysis, optronics, atbp., habang ang mga quantum dots ay ginagamit sa pagmamanupaktura ng single-electron transistor, paggawa ng solar cell, produksyon ng LEDs, mga pinagmumulan ng single-photon, quantum computing, pananaliksik sa cell biology, mikroskopya, at medikal na imaging.
Inililista ng sumusunod na infographic ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga carbon dots at quantum dots sa tabular form.
Buod – Carbon Dots vs Quantum Dots
Ang mga tuldok ng carbon at mga tuldok na quantum ay nasa ilalim ng larangan ng mekanika ng quantum. Ang mga ito ay maliliit na nanoscale particle. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga tuldok ng carbon at mga tuldok na quantum ay ang mga tuldok ng carbon ay maliliit na nanoparticle ng carbon, samantalang ang mga tuldok ng quantum ay maliliit na mga partikulo ng semiconductor.
