Silicon quantum dot
சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் உலோகம் இல்லாத உயிரியல் ரீதியாக இணக்கமான குவாண்டம் புள்ளிகள் ஆகும், அவை ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸ் உமிழ்வு அதிகபட்சத்துடன் உள்ளன, அவை அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலைப் பகுதிகளுக்குத் தெரியும். இந்த குவாண்டம் புள்ளிகள் அவற்றின் மறைமுக பேண்ட் இடைவெளியில் இருந்து எழும் தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, இதில் நீண்ட கால ஒளிரும் உற்சாகமான நிலைகள் மற்றும் பெரிய ஸ்டோக்ஸ் ஷிப்ட்கள் அடங்கும். சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளைத் தயாரிக்க பல்வேறு விகிதாச்சாரம், பைரோலிசிஸ் மற்றும் தீர்வு நெறிமுறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, இருப்பினும் ஒளிரும் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளைத் தயாரிப்பதற்கான சில தீர்வு அடிப்படையிலான நெறிமுறைகள் உண்மையில் அறிக்கையிடப்பட்ட சிலிக்கானுக்கு பதிலாக கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளைத் தருகின்றன என்பதைக் குறிப்பிடுவது முக்கியம். சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் தனித்துவமான பண்புகள் சாத்தியமான பயன்பாடுகளின் வரிசைக்கு தங்களை வழங்குகின்றனஃ உயிரியல் இமேஜிங், ஒளிரும் சூரிய செறிவூட்டிகள், ஒளி உமிழும் டையோட்கள், சென்சார்கள் மற்றும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அனோட்கள். வரலாறு சிலிக்கான் மின்னணு சாதனங்களில் விரிவான பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளது; இருப்பினும், மொத்த சி மட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஒளியியல் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. கடத்தல் பட்டைக்கும் வேலன்ஸ் பட்டைக்கும் இடையிலான செங்குத்து ஒளியியல் மாற்றம் அதன் மறைமுக பட்டை இடைவெளி காரணமாக தடைசெய்யப்பட்டதால் இது பெரும்பாலும் ஏற்படுகிறது. 1990 ஆம் ஆண்டில், லீ கேன்ஹாம் சிலிக்கான் செதில்கள் மின் வேதியியல் மற்றும் இரசாயனக் கரைப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்ட பிறகு ஒளியை வெளியிட முடியும் என்பதைக் காட்டினார். இதன் விளைவாக வரும் நுண்ணிய சிலிக்கானில் குவாண்டம் அடைப்பு விளைவு காரணமாக ஒளி உமிழ்வு ஏற்பட்டது. இந்த ஆரம்பகால வேலை சிலிக்கான் நானோ துகள்கள் (குவாண்டம் புள்ளிகள்), சிலிக்கான் நானோ வயர்கள், சிலிக்கான் நானோ ஷெல்ல்கள், சிலிக்கான் நானோகுழாய்கள், சிலிக்கான் ஏரோஜெல்கள் மற்றும் மெசோபோரஸ் சிலிக்கான் உள்ளிட்ட பல்வேறு வகையான சிலிக்கான் நானோ கட்டமைப்புகளுக்கு அடித்தளத்தை வழங்கியது. சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் பற்றிய முதல் அறிக்கைகள் 1990 களின் முற்பகுதியில் வெளிப்பட்டன, அவை சுதந்திரமாக நிற்கும் ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளிலிருந்து ஒளிரும் தன்மையை நிரூபிக்கின்றன. அவற்றின் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகளின் பரந்த திறனை அங்கீகரித்து, பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளை ஒருங்கிணைப்பதற்கான முறைகளை ஆராய்ந்து உருவாக்கினர். இந்த பொருட்கள் நம்பகத்தன்மையுடன் தயாரிக்கப்பட்டவுடன், மேற்பரப்புகளை செயலற்றதாக்கும் முறைகள் இந்த பொருட்களின் கரைசலை செயலாக்கக்கூடியதாக மாற்றுவதற்கும் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் விளைவுகளைக் குறைப்பதற்கும் முக்கியமானவை. இந்த மேற்பரப்பு செயலற்ற முறைகளில் பல சிலிக்கான் செதில்கள் மற்றும் நுண்ணிய சிலிக்கானுக்காக முதன்முதலில் உருவாக்கப்பட்ட முறைகளிலிருந்து உத்வேகம் பெறுகின்றன. தற்போது, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் பயன்பாட்டு குவாண்டம் மெட்டீரியல்ஸ் இன்க் (கனடா) நிறுவனத்தால் வணிகமயமாக்கப்படுகின்றன. பண்புகள் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் (SiQD கள்) வழக்கமான குவாண்டம் புள்ளிகளுக்கு காணப்பட்டதைப் போன்ற அளவு-சரிசெய்யக்கூடிய ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸைக் கொண்டுள்ளன. துகள் அளவை வரையறுப்பதன் மூலம் புலப்படும் பகுதி முழுவதும் மற்றும் அகச்சிவப்பு பகுதிக்கு அருகில் ஒளிரும் ஒளி வழக்கமாக இணைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி பண்புகளில் ஆதிக்கம் செலுத்தும் இரண்டு தனித்துவமான ஒளிரும் பட்டைகள் உள்ளன. நீண்ட கால ஒளிரும் உற்சாகமான நிலைகள் (எஸ்-பேண்ட், மெதுவான சிதைவு விகிதம்) பொதுவாக மஞ்சள்/ஆரஞ்சு முதல் அகச்சிவப்பு வரை அளவு சார்ந்த ஒளிரும் ஒளியுடன் தொடர்புடையவை. குறுகிய கால ஒளிரும் உற்சாகமான நிலைகள் (எஃப்-பேண்ட், விரைவான சிதைவு விகிதம்) பொதுவாக அளவு-சுயாதீனமான நீல ஒளிரும் ஒளியுடன் தொடர்புடையவை மற்றும் சில சந்தர்ப்பங்களில் நைட்ரஜன் அசுத்தங்கள் இந்த செயல்முறைகளில் சிக்கியுள்ளன. எஸ்-பேண்ட் பொதுவாக சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் அளவு சார்ந்த பேண்ட் இடைவெளிக்கு காரணமாகும். சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் விட்டத்தை சுமார் 2 முதல் 8 நானோமீட்டராக மாற்றுவதன் மூலம் இந்த உமிழ்வை மஞ்சள் (600 நானோமீட்டர்) நிறத்தில் இருந்து அகச்சிவப்பு (1000 முதல் 1100 நானோமீட்டர்) நிறமாக மாற்றலாம். சில அறிக்கைகள் அளவைக் குறைப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட பச்சை-உமிழும் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளைத் தயாரிப்பதையும் விவரிக்கின்றன, இருப்பினும், இந்த பொருட்கள் தனிமைப்படுத்துவது சவாலானது மற்றும் மேலும் மேம்பாடு தேவைப்படுகிறது. சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி ஒளிரும் தன்மையை அவற்றின் மேற்பரப்பு வேதியியலை வரையறுப்பதன் மூலமும் சரிசெய்யலாம். வெவ்வேறு மேற்பரப்பு இனங்களை இணைப்பது சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி ஒளிரும் தன்மையை புலப்படும் நிறமாலை முழுவதும் இணைக்க அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி பரிமாணங்கள் மாறாமல் உள்ளன. இந்த மேற்பரப்பு ட்யூனிங் பொதுவாக எஃப்-பேண்ட் ஒளிரும் தன்மைக்கு காணப்படுவது போன்ற நானோ விநாடி ஆயுட்காலம் தோற்றத்துடன் வருகிறது. சிலிக்கான் குவாண்டம் டாட் ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸ் குவாண்டம் விளைச்சல் பொதுவாக 10 முதல் 40 சதவீதம் வரம்பில் இருக்கும், ஒரு சில செயற்கை நெறிமுறைகள் 70 சதவீதத்திற்கும் அதிகமான மதிப்புகளை வழங்குகின்றன. வழக்கமான குவாண்டம் புள்ளிகளிலிருந்து ஒளி உமிழ்வை முற்றிலும் வேறுபடுத்தும் சிலிக்கான் குவாண்டம் டாட் எஸ்-பேண்ட் ஒளிரும் நீண்டகால உற்சாகமான நிலை பெரும்பாலும் சிலிக்கானின் உள்ளார்ந்த மறைமுக பேண்ட் இடைவெளிக்கு காரணமாகும் மற்றும் தனித்துவமான பொருள் பயன்பாடுகளுக்கு தன்னைக் கொடுக்கிறது. நீண்டகால உற்சாகமான நிலைகளை சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் உயிரியல் பொருந்தக்கூடிய தன்மையுடன் இணைப்பது நேர-கேட் உயிரியல் இமேஜிங்கை செயல்படுத்துகிறது. பெரிய ஸ்டோக்ஸ் ஷிப்ட் புற ஊதா வரம்பிலிருந்து ஃபோட்டான்களை புலப்படும் அல்லது அகச்சிவப்பு வரம்பிற்கு மாற்ற அனுமதிக்கிறது மற்றும் ஒளிரும் சூரிய செறிவூட்டிகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்படுத்தலில் குறிப்பாக நன்மை பயக்கும், ஏனெனில் இது ஒளியை மாற்றும் போது சுய உறிஞ்சுதலை கட்டுப்படுத்துகிறது. முக்கியமாக, SiQD கள் உயிரியல் ரீதியாக இணக்கமானவை மற்றும் கன உலோகங்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை (எ. கா. காட்மியம், இண்டியம், ஈயம்). இந்த பொருட்களின் உயிரியல் பொருந்தக்கூடிய தன்மை இன் விட்ரோ மற்றும் இன் விவோ ஆகிய இரண்டிலும் கவனமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. இன் விட்ரோ ஆய்வுகளின் போது, ஹெலா உயிரணுக்களில் 72 மைக்ரோ கிராம்/மில்லி மற்றும் எபிடெலியல் போன்ற உயிரணுக்களில் (எம். டி. ஏ-எம். பி-233) 30 மைக்ரோ கிராம்/மில்லி வரை செறிவுகளில் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட நச்சுத்தன்மையை SiQD கள் வெளிப்படுத்துவதாக கண்டறியப்பட்டுள்ளது. விவோ ஆய்வுகளில், எலிகள் மற்றும் குரங்குகளில் (ரீசஸ் மக்காக்குகள்) SiQD களின் உயிரியல் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மதிப்பிடுவது மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளது, அவை "SiQD களுக்கு தெளிவாக நச்சுத்தன்மையின் அறிகுறிகள் எதுவும் இல்லை". பாக்டீரியாவில், SiQD கள் CdSe மற்றும் CdSe/ZnS குவாண்டம் புள்ளிகளை விட குறைவான நச்சுத்தன்மை கொண்டவை என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளை பல்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி ஒருங்கிணைக்க முடியும், இதில் சிலிக்கான் சபாக்சைடுகளின் வெப்ப விகிதாச்சாரம் (எ. கா., ஹைட்ரஜன் சில்செஸ்கியூயாக்சேன், ஒரு சில்செஸ்கியூயாக்சேன் வழித்தோன்றல்) மற்றும் லேசர் மற்றும் பிளாஸ்மா தூண்டப்பட்ட சைலேன் சிதைவு (கள்) ஆகியவை அடங்கும். இந்த முறைகள் நம்பகத்தன்மையுடன் உயர்தர SiQDகளை வழங்குகின்றன, அவை அளவு/பேண்ட் இடைவெளி சார்ந்த (S-பேண்ட்) ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸை வெளிப்படுத்துகின்றன. லேசர் நீக்குதல் மற்றும் பந்து-அரைத்தல் போன்ற மேல்-கீழ் முறைகளும் பதிவாகியுள்ளன. பல தீர்வு அடிப்படையிலான முறைகளும் வழங்கப்பட்டுள்ளன, அவை பெரும்பாலும் எஃப்-பேண்ட் ஒளிரும் தன்மையை வெளிப்படுத்தும் பொருட்களுக்கு காரணமாகின்றன. சமீபத்தில், இந்த முறைகளில் சில சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளை வழங்கவில்லை, மாறாக ஒளிரும் கார்பன் குவாண்டம் புள்ளிகளை வழங்குகின்றன என்று தீர்மானிக்கப்பட்டுள்ளது. அளவு கட்டுப்பாடு சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் அளவை வரையறுப்பது அவசியம், ஏனெனில் இது அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகளை (குறிப்பாக எஸ்-பேண்ட் ஒளிரும் தன்மை) பாதிக்கிறது. பொதுவாக, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் அளவு பொருள் தொகுப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் வரையறுக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி அளவை சில்செஸ்கியூயாக்சேன்களின் வெப்ப விகிதாச்சாரத்தின் போது எதிர்வினை வெப்பநிலையால் கட்டுப்படுத்த முடியும். இதேபோல், வெப்பமற்ற பிளாஸ்மா முறைகளில் பிளாஸ்மா வசிப்பிட நேரம் ஒரு முக்கிய காரணியாகும். மாற்றாக, அடர்த்தி சாய்வு அல்ட்ராசென்ட்ரிஃபிகேஷன் போன்ற பிந்தைய செயற்கை நெறிமுறைகள், பிரிப்பதன் மூலம் அளவு விநியோகத்தை குறைக்க பயன்படுத்தப்படலாம். மேற்பரப்பு செயலற்ற தன்மை மற்றும் மாற்றம் SiQD களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் தொகுப்பு முறைகள் பெரும்பாலும் எதிர்வினை மேற்பரப்புகளில் விளைகின்றன. ஹைட்ரைடு-நிறுத்தப்பட்ட SiQD களுக்கு பிந்தைய தொகுப்பு மாற்றம் தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் அவை சுற்றுப்புற நிலைமைகளின் கீழ் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய முனைகின்றன மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட கரைசல் செயல்முறையை வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த மேற்பரப்புகள் பெரும்பாலும் கரிம மூலக்கூறுகளுடன் (எ. கா., அல்கைல் சங்கிலிகள்) செயலற்றுப் போகின்றன, இதனால் SiQD கள் ஆக்சிஜனேற்றத்தை எதிர்க்கின்றன மற்றும் பொதுவான கரைப்பான்களுடன் இணக்கமாக உள்ளன. இதை ஹைட்ரோசிலிலேஷன் போன்ற முறைகள் மூலம் செயல்படுத்தலாம். வளர்ந்த மேற்பரப்பு வேதியியலின் பெரும்பகுதி நுண்ணிய சிலிக்கான் மற்றும் சிலிக்கான் செதில்களின் மேற்பரப்பை மாற்றியமைக்கப் பயன்படுத்தப்படும் நன்கு நிறுவப்பட்ட நடைமுறைகளை ஈர்க்கிறது. சி-சி இரட்டை அல்லது மூன்று பிணைப்பின் குறுக்கே ஒரு சி-எச் பிணைப்பை முறைப்படி சேர்ப்பதை உள்ளடக்கிய ஹைட்ரோசிலிலேஷன், பொதுவாக சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளி மேற்பரப்புகளில் ஆல்கீன்கள் மற்றும் அல்கைன்களை அறிமுகப்படுத்த பயன்படுகிறது, மேலும் பயனுள்ள முனைய செயல்பாட்டுக் குழுக்களுக்கான அணுகலையும் வழங்குகிறது (எ. கா., கார்பாக்சிலிக் அமிலம், எஸ்டர், சைலேன்கள்) இது கரைப்பான் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை வரையறுத்து மேலும் மேலும் வழித்தோன்றலுக்கான இடங்களை வழங்க முடியும். மேற்பரப்பு குழுக்களுக்கும் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிக்கும் இடையிலான சகப்பிணைப்பு வலுவானது மற்றும் எளிதில் பரிமாறிக்கொள்ள முடியாதது-இது பொதுவாக மேற்பரப்பு குழுக்களுக்கு மற்ற வகை குவாண்டம் புள்ளிகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும் அயனி பிணைப்பிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டது. பயன்பாடுகள் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் மற்ற வகை குவாண்டம் புள்ளிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றின் உயிரியல் இணக்கம் மற்றும் சிலிக்கானின் எங்கும் நிறைந்த தன்மை காரணமாக முன்மாதிரி பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த அடிப்படை பண்புகளுக்கு கூடுதலாக, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகள் (அதாவது, நீண்ட கால உற்சாக நிலைகள், பெரிய ஸ்டோக்ஸ் ஷிப்ட் மற்றும் ட்யூனபிள் லுமினென்சென்ஸ்) சில பயன்பாடுகளுக்கு சாதகமாக இருக்கும். இந்த (மற்றும் பிற) பண்புகள் காரணமாக, SiQD களின் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் மருத்துவம், உணர்தல், பாதுகாப்பு மற்றும் ஆற்றல் தொடர்பான துறைகளில் பரவியுள்ளன. உயிரியல் இமேஜிங் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் உயிரியல் இணக்கத்தன்மை மற்றும் அவற்றின் நீண்ட ஒளிரும் ஆயுட்காலம் மற்றும் அகச்சிவப்பு உமிழ்வு ஆகியவை உயிரியல் அமைப்புகளில் ஃப்ளோரசன்ஸ் இமேஜிங்கிற்கு நன்கு பொருந்துகின்றன. இந்த வாக்குறுதியின் காரணமாக, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் இன் விட்ரோ மற்றும் இன் விவோ இமேஜிங் ஆகிய இரண்டிற்கும் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. நிலையான-நிலை இமேஜிங் பாரம்பரியமாக பயன்படுத்தப்பட்டாலும், சிலிக்கானின் தீவிர நன்மை நேர-கேட் இமேஜிங்கிற்கு பயன்படுகிறது. டைம்-கேட்டட் இமேஜிங் எக்ஸைடேஷன் மற்றும் லுமினென்சென்ஸ் கண்டறிதலுக்கு இடையிலான தாமதத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, இது குறுகிய ஆயுட்காலம் கொண்ட ஃப்ளோரோபோர்களை ஓய்வெடுக்க அனுமதிக்கிறது, இதனால் நீண்ட ஆயுட்காலம் உள்ளவர்களை முன்னிலைப்படுத்துகிறது. இந்த வகை ஃப்ளோரசன்ஸ் இமேஜிங் உயிரியல் இமேஜிங்கிற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் பல திசுக்கள் இமேஜிங்கில் தலையிடக்கூடிய தன்னியக்க ஃப்ளோரசன்ஸை வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், வழக்கமான நிலையான-நிலை இமேஜிங் நுட்பங்களை விட SiQD களின் இமேஜிங்கிற்கான பின்னணி விகிதத்திற்கான சமிக்ஞையை 3 மடங்கு வரை அதிகரிக்க முடியும். சிலிக்கான் நானோ பொருட்களுக்கான பிற இமேஜிங் முறைகளும் ஆராயப்பட்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, பெரிய சிலிக்கான் நானோ துகள்களின் சிலிக்கான் கோர் எலிகள் மாதிரிகளில் 29Si எம்ஆர்ஐக்கு பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. 64Cu ஐ ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய ஒரு ஈந்தணைவியுடன் மேற்பரப்பை மாற்றியமைப்பதன் மூலம், PET இமேஜிங் அணுகக்கூடியது. மேலும், பாரா காந்த மையங்களுடன் ஊக்கமருந்து டி 1 மற்றும் டி 2 எடையுள்ள 1 எச் எம். ஆர். ஐக்கான வாக்குறுதியைக் காட்டுகிறது. ஒளிரும் சூரிய செறிவூட்டிகள் ஒளியை மின்சாரமாக மாற்ற சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் பெரிய ஸ்டோக்ஸ் மாற்றத்தைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. பெரிய ஸ்டோக்ஸ் ஷிப்ட் சி. ஐ. க்யூ. டி. க்கள் புற ஊதா ஒளியை சிவப்பு/அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு ஒளியாக மாற்ற அனுமதிக்கிறது, இது சிலிக்கான் சூரிய மின்கலங்களால் திறம்பட உறிஞ்சப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் வரையறுக்கப்பட்ட சுய உறிஞ்சுதலைக் கொண்டுள்ளது. எல். எஸ். சி. க்கள் ஒளியை சேகரித்து, கண்ணாடியைப் பயன்படுத்தி மீண்டும் வெளிப்படும் ஒளியை கண்ணாடியின் விளிம்புகளை நோக்கி அலை வழிகாட்ட வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அங்கு சூரிய மின்கலங்கள் ஒளியை சேகரித்து மின்சாரமாக மாற்றுகின்றன. எல்எஸ்சியை கவனமாக வடிவமைப்பதன் மூலம், சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகள் சிதறல் காரணமாக ஏற்படும் இழப்புகளைக் கட்டுப்படுத்தும் கண்ணாடியின் மீது ஒரு வெளிப்படையான படலமாக தயாரிக்கப்படலாம், அதே நேரத்தில் அவை கட்டிடங்களில் உள்ள ஜன்னல்களுக்கு மாற்றாக பொருத்தமானவை. இதை திறம்பட செய்ய, சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் மேற்பரப்பு பாலிமர் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்த பல்வேறு ஈந்தணைவிகளுடன் மாற்றியமைக்கப்படலாம். சூரிய நிறமாலையுடன் சிறப்பாக ஒத்திருக்க SiQD களின் உறிஞ்சுதலை புலப்படும் அளவிற்குத் தள்ளுவதும் விரும்பத்தக்கது, இது ஒரு சாயத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் நிறைவேற்றப்படலாம். ஒளி உமிழும் டையோட்கள் குவாண்டம் டாட் டிஸ்ப்ளேக்கள் தூய ஒரே வண்ண ஒளியை உருவாக்க குவாண்டம் புள்ளிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட எல். ஈ. டி. க்களை வடிவமைக்கும் பெரும்பாலான வேலைகள் சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் எலக்ட்ரோலுமினென்சென்ஸில் கவனம் செலுத்துகின்றன. SiQD களின் அளவை மாற்றுவதன் மூலம், எல். ஈ. டி உமிழ்வை ஆழமான சிவப்பு (680 என். எம்) இலிருந்து ஆரஞ்சு/மஞ்சள் (625 என். எம்) ஆக மாற்றலாம். எல். இ. டி. களின் வெளிப்புற குவாண்டம் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான முன்னேற்றங்கள் மற்றும் நம்பிக்கைக்குரிய ஆரம்ப முடிவுகள் இருந்தபோதிலும், பரந்த ஒளிரும் உமிழ்வை சமாளிக்க எதிர்கால வேலை தேவைப்படுகிறது. ஒளி வேதியியல் சென்சார்கள் அனலைட்டின் முன்னிலையில் ஃபோட்டான் உமிழ்வைத் தணிப்பதன் மூலம் சிலிக்கான் குவாண்டம் டாட் ஃபோட்டோலுமினென்சென்ஸைப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒளி வேதியியல் சென்சார்கள் பூச்சிக்கொல்லிகள், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள், நரம்பு முகவர்கள், கன உலோகங்கள், எத்தனால் மற்றும் pH உள்ளிட்ட பல்வேறு வகையான பகுப்பாய்வுகளை உணர பயன்படுத்தப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் அல்லது ஃப்ளோரசன்ஸ் அதிர்வு ஆற்றல் பரிமாற்றம் (FRET) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துகின்றன. நைட்ரோ ஏரோமாட்டிக் சேர்மங்கள் (அதாவது டிஎன்டி மற்றும் டிஎன்டி) போன்ற அபாயகரமான உயர் ஆற்றல் பொருட்கள் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தின் மூலம் நானோகிராம் மட்டங்களில் கண்டறியப்படலாம். எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற முறையில், மூலக்கூறின் LUMO இன் ஆற்றல் நிலை சிலிக்கான் குவாண்டம் புள்ளிகளின் வேலன்ஸ் மற்றும் கடத்தல் பட்டைகளுக்கு இடையில் உள்ளது, இது ஒரு உற்சாகமான நிலை எலக்ட்ரானை LUMO க்கு மாற்ற உதவுகிறது, எனவே, எலக்ட்ரான் துளை ஜோடியின் கதிர்வீச்சு மறுசீரமைப்பைத் தடுக்கிறது. அனலைட்டின் HOMO ஆனது SiQD இன் கடத்தல் பட்டைக்கு சற்று மேலே இருக்கும்போது இது வேலை செய்கிறது, இது எலக்ட்ரானை அனலைட்டிலிருந்து SiQD க்கு மாற்ற உதவுகிறது. SiQD மையத்தைத் தணிப்பதன் மூலம் கண்டறிவதற்கான மாற்று முறைகளும் ஆராயப்பட்டுள்ளன. குவாண்டம் புள்ளிகளை என்சைம்களுடன் செயல்படுவதன் மூலம், வளர்சிதை மாற்றங்களின் உருவாக்கம் காரணமாக பல்வேறு உயிரியல் ரீதியாக பொருத்தமான பொருட்களை உணர முடியும். இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, ஒளியைத் தணிக்கும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு உருவாக்கம் மூலம் குளுக்கோஸைக் கண்டறிய முடியும். மற்றொரு முறை விகிதவியல் உணர்தலைப் பயன்படுத்துகிறது, அங்கு ஒரு ஃப்ளோரசன்ட் மூலக்கூறு ஒரு கட்டுப்பாட்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் இரண்டு ஃப்ளோரசன்ட் லேபிள்களின் உறவினர் தீவிரங்கள் ஒப்பிடப்படுகின்றன. இந்த முறை ஆர்கனோபாஸ்பேட் நரம்பு முகவர்களை பார்வைக்கு குறைந்த செறிவில் கண்டறிய பயன்படுத்தப்பட்டது, இது SiQD தணிப்பதற்கு மட்டும் காணக்கூடியதை விட குறைவாக உள்ளது. காட்மியம் இல்லாத குவாண்டம் புள்ளி குறிப்புகள் குறைக்கடத்தி கட்டமைப்புகள் குவாண்டம் எலக்ட்ரானிக்ஸ் குவாண்டம் புள்ளிகள் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் நானோ துகள்கள் கலவை மூலம் சிலிக்கான் ஃபோட்டோனிக்ஸ்