यदि किसी पदार्थ की एक विमा को नैनो रेंज तक घटा दिया गया हो जबकि अन्य दो विमाएँ वही बनी रहती हैं, तो प्राप्त संरचना कहलाती है :

सही उत्तर विकल्प 2 है।

Key Points 

• यदि किसी पदार्थ की एक विमा को नैनो रेंज तक घटा दिया गया हो जबकि अन्य दो विमाएँ वही बनी रहती हैं, तो प्राप्त संरचना को क्वांटम वैल के रूप में जाना जाता है।
• क्वांटम वैल​: यह संरचना तब बनती है जब कणों (जैसे इलेक्ट्रॉन) की गति एक आयाम में सीमित होती है, जिससे अन्य दो आयामों में मुक्त गति की अनुमति मिलती है।
• यह अर्धचालक उपकरणों में उपयोग किया जाता है, और परिरोध क्वांटम यांत्रिक प्रभावों की ओर ले जाता है, सामग्री के भीतर ऊर्जा स्तरों को प्रभावित करता है।

• मुख्य विशेषताएँ:

• संरचना:

  • एक क्वांटम वैल आमतौर पर एक अर्धचालक सामग्री (निम्न बैंड गैप के साथ) की एक पतली परत को दो परतों के बीच स्तरीकृत करके बनाया जाता है जो उच्च बैंड गैप वाली होती है।
  • उदाहरण के लिए, गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) की एक परत जिसे एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड (AlGaAs) की दो परतों के बीच रखा गया है, एक क्वांटम वैल बनाता है।

• परिरोध:

  • पतली मध्य परत आवेश वाहकों (इलेक्ट्रॉन या छेद) की गति को परत के लंबवत दिशा में सीमित करती है, जबकि वे अन्य दो दिशाओं में स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं।
  • यह परिरोध ऊर्जा स्तरों के क्वांटिकरण की ओर जाता है, जो सीमित दिशा में होता है, क्वांटम यांत्रिकी में एक संभावित वैल में फंसे कणों के समान।

• ऊर्जा स्तर:

  • एक क्वांटम वैल में इलेक्ट्रॉन केवल विशिष्ट ऊर्जा स्तरों (असतत अवस्थाओं) पर कब्जा कर सकते हैं, बजाय थोक सामग्रियों में ऊर्जा की निरंतर श्रेणी होने के।
  • इन ऊर्जा स्तरों को वेल की मोटाई या सामग्री गुणों को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है।

• अनुप्रयोग:

  • ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स: क्वांटम वैल का उपयोग लेजर, प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) और फोटो डिटेक्टर जैसे उपकरणों में किया जाता है क्योंकि वे इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तरों को सटीक रूप से नियंत्रित करने की क्षमता रखते हैं।
  • क्वांटम कैस्केड लेजर: ये लेजर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और संचार जैसे अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट आवृत्तियों पर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए क्वांटम वैल का उपयोग करते हैं।
  • उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर (HEMTs): क्वांटम वैल इलेक्ट्रॉन गतिशीलता में सुधार करते हैं, जिससे वे आरएफ और माइक्रोवेव अनुप्रयोगों के लिए उच्च गति वाले ट्रांजिस्टर में उपयोगी होते हैं।