O gap de energia define quão condutor é um material, o gap é a energia necessária para a transição da banda de valência para a banda de condução (são nestas energias que se dão as conduções elétricas), quanto menor o gap, mais fácil de promover um elétron de uma banda para a outra e com isso aumentar a condução desse material. Os semicondutores possuem um gap grande quando comparados aos metais, deixando a condução condicionada à energia de excitação dos elétrons, ou seja, quanto maior a temperatura, maior será a energia térmica dos elétrons e com isso mais elétrons serão promovidos à banda de condução, aumentando assim a condutividade do material.
A diferença nos gaps permite, através do uso de semicondutores diferentes, criar-se corredores onde é possível prender os elétrons e restringir seus movimentos. Isto é feito através de sanduíches de semicondutores. Uma fatia muito fina (da ordem de algumas dezenas de angstrons) é prensada entre dois “pães”. Portanto na direção perpendicular ao “recheio” eles ainda estão confinados à banda de valência. As propriedades destes elétrons, devido à restrição de movimento ao plano do “recheio” e ao tamanho da fatia, podem ser bastante diferentes do semicondutor original, esta estrutura é chamada de poço quântico, apesar de na verdade ser um plano quântico.
A idéia do plano foi estendida para uma verdadeira geometria quântica com retas e pontos.
Um semicondutor também conduzirá eletricidade quando luz de cor apropriada incidir nele. Uma placa de selênio puro normalmente é um bom isolante, e qualquer carga elétrica colocada sobre sua superfície ali permanecerá por longos períodos, dede que esteja escuro. Se a placa for exposta à luz a carga escapará para fora da placa quase que imediatamente.
Removendo uma fatia muito fina do ‘sanduíche’ (levando o “pão” e recheio) e prensando-a novamente entre outros semicondutores de forma a confinar o movimento dos elétrons a apenas uma direção. Isto cria um fio quântico.
Repetindo esse processo de remoção de pedaço agora do fio quântico prensando-o entre novas camadas de semicondutores, o que temos no final é uma pequena caixa de elétrons, chamada ponto quântico.
Chegamos ao que interessa, pois, a dimensão da largura de confinamento causa uma rediscretização dos níveis de energia criando bandas de energia artificiais e controláveis por laboratório. É aí que reside toda a importância destes dispositivos. As propriedades eletrônicas dos elétrons nestas estruturas podem ser construídas.
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