Kvantna pika je delec, ki ima približno velikost enega nanometra, ki ima lastnosti prikaza kot polprevodnik. Polprevodnik je trden material, ki ima določeno količino električne prevodnosti. Silicij je eden najbolj priljubljenih materialov, ki se uporabljajo pri ustvarjanju kvantne pike.
Velikost kvantne pike, milijarda metra, lahko povzroči, da pokaže nenavadne lastnosti, ki jih v večjih vzorcih polprevodniškega materiala ni. Te lastnosti bi lahko imele nekaj koristi za ljudi, vključno s proizvodnjo energije in svetlobe, vendar ne omejeno nanje. Za razliko od nekaterih oblik nanotehnologije kvantna pika ni teoretična. Ustvarjen je bil v resničnem okolju.
Ključ do kvantne pike je v elektronih. Elektroni zasedajo enega od dveh pasov v kristalu materiala. Z zagotavljanjem ustreznih dražljajev je mogoče spodbuditi elektron ali več kot enega, da se premika iz enega pasu v drugega. Ko se premika iz enega pasu v drugega, ustvari luknjo, ki je pozitivno nabita. Luknja in elektron se skupaj imenujeta eksciton.
Elektron in luknja v ekscitonu običajno ohranjata razdaljo drug od drugega. To se imenuje Exciton Bohrov radij. Če pa se kristal zmanjša v velikosti, to vrzel zapolni. Ko se to zgodi, spremeni sposobnost kristala, da absorbira in oddaja energijo. Na tej točki se ustvari kvantna pika. Različne barve je mogoče dobiti z zmanjšanjem ali povečanjem velikosti kvantne pike.
Kvantna pika ima številne različne aplikacije. Več kvantnih pik se lahko uporablja kot svetleče diode v znakih, obarvanje celic za opazovanje znanosti o življenju, celo črnila, ki lahko pomagajo pri odkrivanju ponaredkov. Druga varnostna aplikacija, ki bi jo lahko kmalu uresničili, je luminiscentni prah, ki bi ga lahko uporabili za sledenje kršiteljem na omejenih območjih.
Podobno kot optična vlakna se za prenos podatkov lahko uporabljajo tudi kvantne pike. Nekatere ocene kažejo, da bi se prenos podatkov z uporabo kvantnih pik lahko milijonkrat povečal v primerjavi s standardnimi ethernetnimi povezavami.
Čeprav so to nekatere najsodobnejše aplikacije, obstajajo tudi bolj vsakdanje. Kvantne pike bi lahko uporabili kot vir svetlobe v zgradbah ali celo osvetlitev za računalniške zaslone.