กลศาสตร์ควอนตัม
กลศาสตร์ควอนตัม () เป็นสาขาหนึ่งในทฤษฎีรากฐานของฟิสิกส์ ที่มีความสามารถในการอธิบายผลการทดลองต่างๆ และถูกใช้แทนที่กลศาสตร์นิวตัน (หรือกลศาสตร์ดั้งเดิม) และ กลศาสตร์ไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์ (หรือทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งกลศาสตร์ดั้งเดิมเหล่านี้ไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์ในวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าอะตอม แต่กลศาสตร์ควอนตัมนั้นสามารถคำนวณได้แม่นยำมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขนาดของวัตถุที่สนใจนั้นเล็กถึงขนาดอะตอม จึงกล่าวได้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมนั้นเป็นรากฐานเบื้องต้นของฟิสิกส์ที่มีความสำคัญมากกว่ากลศาสตร์นิวตันและกลศาสตร์ไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์ หรือใกล้เคียงกับความจริงมากกว่านั่นเอง
ควอนตัมดอต
ช่วงชีวิตของการเกิดฟลูออเรสเซนส์พิจารณาจากขนาดของควอนตัมดอท ดอทที่มีขนาดใหญ่จะมีระดับพลังงานที่ใกล้กันมาก ซึ่งคู่ของอิเล็กตรอนและช่องว่างจะถูกจับ คู่ของอิเล็กตรอนและช่องว่างในดอทขนาดใหญ่จะอยู่ได้นานกว่าจึงมีช่วงชีวิตที่ยาวกว่า เช่นเดียวกับผลึกของสารกึ่งตัวนำ คลื่นไฟฟ้าของควอนตัมดอทจะทำงานบนชั้นของผลึก คล้ายกับโมเลกุลที่ ควอนตัมดอทจะมีสเปกตรัมพลังงานและความเข้มของสถานะอิเล็กทรอนิกส์ใกล้กับช่องว่างระหว่างแกบ ควอนตัมดอทสามารถสร้างได้จากเปลือกขนาดใหญ่หรือหนา ความหนาของเปลือกมีความสัมพันธ์โดยตรงกับคุณสมบัติทางสเปกโทรสโคปิกของอนุภาคเป็นช่วงชีวิตและปลดปล่อยความเข้ม แต่มีความเสถียรด้วย
ควอนตัมดอทมีความสำคัญในการใช้งานด้านการมองเห็น ในการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ นำไปใช้เป็นทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดียว เพราะมีผลกระทบคูลอมบ์ ควอนตัมดอทนำไปใช้ได้ทางด้านการประมวลผลข้อมูลเชิงควอนตัม ความสามารถในการเปลี่ยนขนาดของควอนตัมดอทเป็นข้อดีในการนำไปใช้งาน ควอนตัมดอทขนาดใหญ่จะมีการเปลี่ยนสเปกตรัมไปทางแดงมากกว่าดอทขนาดเล็ก และแสดงคุณลักษณะทางควอนตัมน้อยกว่า อนุภาคขนาดเล็กจะมีข้อดีในด้านมีผลกระทบควอนตัมมากกว่า ในทิศทางศูนย์ ควอนตัมดอทมีความเข้มที่คมของระยะมากกว่าโครงสร้างที่มีทิศทางสูงกว่า จึงมีการนำพลังที่สูงกว่าและคุณสมบัติต่อการมองเห็น และมีงานวิจัยเพื่อนำไปใช้เช่นเลเซอร์ไดโอด ตัวขยายสัญญาณ และเซนเซอร์ทางชีวภาพ ควอนตัมดอทจะตื่นตัวภายในสนามแม่เหล็กที่ผลิตโดยอนุภาคนาโนของทอง ทำให้เห็นพลาสมอนเรโซแนนท์ ในสเปกตรัมของผลึกนาโน (CdSe)ZnS ได้ควอนตัมดอทที่มีคุณภาพสูง เหมาะสำหรับการมองเห็นและการใช้งานที่มีการปล่อยสเปกตรัมแคบๆ รูปแบบใหม่ของควอนตัมดอท มีศักยภาพในการเข้าถึงระยะไกลในการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างภายในเซลล์ กระบวนการภายในเซลล์ระดับโมเลกุลเดียว ภาพถ่ายเซลล์ที่มีความละเอียดสูง การตรวจสอบในสิ่งมีชีวิตจริงระยะยาวในการสื่อสารระหว่างเซลล์ การเกิดเนื้องอกและการวินิจฉัย
เทคโนโลยีควอนตัมดอทเป็นคู่แข่งที่สำคัญของการคำนวณควอนตัม ในสถานะของแข็ง โดยการให้ความต่างศักย์เล็กน้อยชักนำการไหลของอิเล็กตรอนผ่านควอนตัมดอท จะถูกควบคุมได้อย่างแม่นยำ และคุณสมบัติอื่นๆสามารถสร้างขึ้นได้ การคำนวณทางควอนตัมและคอมพิวเตอร์สามารถทำให้เป็นไปได้