Kvanttipiste on hiukkanen, jonka likimääräinen koko on yksi nanometri ja jolla on puolijohteen näyttöominaisuudet. Puolijohde on kiinteä materiaali, jolla on jonkin verran sähkönjohtavuutta. Pii on yksi suosituimmista materiaaleista, joita käytetään kvanttipisteen luomiseen.
Kvanttipisteen koko, miljardi metriä, voi aiheuttaa sille epätavallisia ominaisuuksia, joita ei ole suuremmissa puolijohdemateriaalinäytteissä. Näistä ominaisuuksista voisi olla hyötyä ihmisille, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, energian ja valon tuotanto. Toisin kuin jotkut nanoteknologian muodot, kvanttipiste ei ole teoreettinen. Se on luotu todellisessa ympäristössä.
Avain kvanttipisteeseen on elektroneissa. Elektronit miehittävät yhden materiaalin kristallin kahdesta kaistasta. Tarjoamalla oikeat ärsykkeet, elektronia tai ehkä useampaa kuin yhtä voidaan rohkaista siirtymään yhdestä kaistasta toiseen. Kun se siirtyy kaistalta toiselle, se luo reiän, joka on ladattu positiivisesti. Yhdessä reikää ja elektronia kutsutaan eksitoniksi.
Elektroni ja eksitonin reikä pitävät normaalisti etäisyytensä toisistaan. Tätä kutsutaan Exciton Bohrin sädeksi. Kuitenkin, jos kiteen koko pienenee, se ahdistaa tämän aukon. Kun tämä tapahtuu, se muuttaa kiteen kykyä absorboida ja lähettää energiaa. Tässä vaiheessa kvanttipiste luodaan. Eri värejä voidaan saada pienentämällä tai lisäämällä kvanttipisteen kokoa.
Kvanttipisteellä on useita erilaisia sovelluksia. Useita kvanttipisteitä voidaan käyttää merkkivalonäytöissä valoa emittoivina diodeina, soluvärjäyksiä biotieteen havaintoa varten, jopa musteita, jotka voivat auttaa väärentämisen havaitsemisessa. Toinen turvasovellus, joka voitaisiin pian toteuttaa, on luminoiva pöly, jota voitaisiin käyttää loukkaavien henkilöiden jäljittämiseen rajoitetuilla alueilla.
Aivan kuten kuituoptiikkaa, myös kvanttipisteitä voidaan käyttää datan siirtämiseen. Jotkut arviot viittaavat siihen, että kvanttipisteitä käyttävä tiedonsiirto voi kasvaa miljoonalla kertaa tavallisiin Ethernet-yhteyksiin verrattuna.
Vaikka nämä ovat joitakin huippuluokan sovelluksista, on myös arkipäivää. Kvanttipisteitä voitaisiin käyttää valonlähteenä rakennuksissa tai jopa valaistuksena tietokoneiden näytöille.