Quantum dot adalah kristal semikonduktor berskala nano yang memiliki sifat listrik dan optik yang unik. Dalam ukuran nanometer (nm), partikel-partikel ini memiliki ketebalan yang hanya seperseribu rambut manusia. Ketika semikonduktor dikurangi ukurannya menjadi skala nanometer, sifat-sifatnya berubah secara signifikan. Dalam ukuran bulk state atau lebih besar, partikel semikonduktor dapat bergerak bebas tanpa dibatasi oleh panjang gelombangnya sendiri. Namun, dalam quantum dot dengan ukuran yang lebih kecil, pergerakan elektron dibatasi karena ukuran partikel lebih kecil dari panjang gelombang elektron.
Konsep ini dapat diilustrasikan dengan analogi menyendok air dari panci besar menggunakan sendok. Ketika panci besar adalah representasi bulk state, sendok dapat mengatur jumlah air dalam panci dengan bebas. Tetapi ketika panci menyusut menjadi seukuran cangkir teh seperti quantum dot, sendok tidak lagi muat dan cangkir hanya bisa penuh atau kosong, mencerminkan konsep tingkat energi yang terkuantisasi. Seiring dengan berkurangnya ukuran quantum dot, jumlah molekul di dalam partikel juga menurun. Hal ini mengarah pada interaksi orbital molekul yang lebih lemah, memperkuat efek quantum confinement dan meningkatkan band gap.
Pengendalian ukuran partikel juga memengaruhi band gap dan energi yang dilepaskan melalui relaksasi elektron. Oleh karena itu, warna cahaya yang dipancarkan akan berubah seiring dengan perubahan band gap. Konsep quantum confinement ini memiliki pengaruh signifikan dalam pengembangan teknologi, seperti aplikasi quantum dot dalam perangkat elektronik dan optik. Dengan pemahaman yang mendalam tentang sifat dan pengaruhnya, quantum dot membuka pintu untuk inovasi teknologi yang lebih lanjut.
