Q. Which of the following are the applications of the ‘Quantum Dots’?
Select the correct answer using the codes given below:
Q. निम्नलिखित में से कौन से 'क्वांटम डॉट्स' के अनुप्रयोग हैं?
निम्नलिखित कूट का उपयोग कर सही उत्तर चुनिए:
Q. Which of the following are the applications of the ‘Quantum Dots’?
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Q. निम्नलिखित में से कौन से 'क्वांटम डॉट्स' के अनुप्रयोग हैं?
निम्नलिखित कूट का उपयोग कर सही उत्तर चुनिए:
The correct option is D
1, 2, 3 and 4
1, 2, 3 और 4
Explanation: Quantum dots (QDs) are nanometer-sized (approximately 2-10 nm) semiconducting material. Due to their small size, QDs exhibit quantum confinement effects and size-dependent electrical and optical properties. A majority of QDs have the ability to emit light of specific wavelengths if excited by light or electricity.
Statement 1 is correct: Bioimaging is a noninvasive process of visualizing biological activity (using fluorescent probes) in a specific period. It does not inhibit the various life processes such as movement, respiration, etc., and it helps to report the 3D structure of specimens apart from inferencing physically. QDs offer several advantages over traditional fluorescent probes for biomedical imaging. These include high photostability, broad absorption spectra, large extinction coefficient, and tunable emission wavelengths.
Statement 2 is correct: PbS (Lead Sulphide) quantum dots have potential applications in solar photovoltaic cells. PbS is a semiconductor material with a large Bohr exciton radius which enables quantum size-effect tuning over the range of the broad solar spectrum. Also, this material offers avenues for tandem and multijunction solar cells from a single material via size-effect bandgap tunability.
Statement 3 is correct: QDs are very promising for use in light-emitting layers in LED devices. The narrow emission width (defined by the narrow full width at half maximum (FWHM)) and the tunability of emission wavelengths with simple variations in the size and composition make the QDs attractive for LEDs. Visible quantum dots-based LED is considered as a next-generation display technology after OLED displays as it exhibits high colour purity, high luminance and lower power consumption.
Statement 4 is correct: QDs can be used in photodetectors for detecting both infrared and visible light. Photodetectors for infrared light find applications in night vision cameras, atmospheric spectroscopy for gas detection, biomedical imaging, quality control and product inspection. The visible light photodetectors are used in image sensors for transforming the incoming light into electronic signals.
व्याख्या: क्वांटम डॉट्स (QDs) नैनोमीटर के आकार (लगभग 2-10 nm) के अर्धचालक पदार्थ हैं। अपने छोटे आकार के कारण, QDs क्वांटम परिरोध प्रभाव और आकार-निर्भर विद्युत और प्रकाशीय गुण प्रदर्शित करते हैं। प्रकाश या विद्युत द्वारा उत्तेजित होने पर अधिकांश QDs में विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का उत्सर्जन करने की क्षमता होती है।
कथन 1 सही है: बायोइमेजिंग एक विशिष्ट अवधि में जैविक गतिविधि (फ्लोरोसेंट जांच का उपयोग करके) को दृष्टिगत करने की एक गैर-आक्रामक प्रक्रिया है। यह विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं जैसे कि गति, श्वसन, आदि को बाधित नहीं करता है, और यह भौतिक रूप से अनुमान लगाने के अलावा नमूनों की 3D संरचना की रिपोर्ट में मदद करता है। QDs बायोमेडिकल इमेजिंग के पारंपरिक फ्लोरोसेंट जांच की तुलना में कई लाभ प्रदान करते हैं। इनमें उच्च प्रकाश-स्थिरता, व्यापक अवशोषण स्पेक्ट्रम, बड़े परिमृति गुणांक और समायोज्य उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य शामिल हैं।
कथन 2 सही है: PbS (लेड सल्फाइड) क्वांटम डॉट्स के सौर फोटोवोल्टिक सेल में अनुप्रयोग संभावित हैं। PbS एक बड़े बोर एक्साइटन त्रिज्या (Bohr exciton radius) वाला अर्धचालक पदार्थ है जो व्यापक सौर स्पेक्ट्रम के ऊपर क्वांटम आकार-प्रभाव समायोजन को सक्षम बनाता है। इसके अलावा, यह पदार्थ आकार-प्रभाव बैंडगैप समायोजन के माध्यम से एकल पदार्थ से अग्रानुक्रम और बहुसंयोजन सौर सेल के लिए मार्ग प्रदान करती है।
कथन 3 सही है: LED उपकरणों में प्रकाश उत्सर्जक परतों में उपयोग के लिए QD अत्यधिक आशाजनक हैं। संकीर्ण उत्सर्जन चौड़ाई (अर्द्ध महत्तम पर संकीर्ण पूर्ण चौड़ाई (FWHM) द्वारा परिभाषित) तथा आकार और संरचना में साधारण बदलाव के साथ उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य की समायोजित होने की योग्यता LED के लिए QD को आकर्षक बनाती है। दृश्यमान क्वांटम डॉट्स-आधारित एलईडी को OLED डिस्प्ले के बाद अगली पीढ़ी की डिस्प्ले तकनीक के रूप में माना जाता है, क्योंकि यह उच्च रंग शुद्धता, उच्च चमक और निम्न विद्युत खपत को प्रदर्शित करता है।
कथन 4 सही है: QDs का उपयोग फोटोडिटेक्टर में अवरक्त और दृश्य प्रकाश दोनों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। अवरक्त प्रकाश के लिए फोटोडिटेक्टर का नाइट विजन कैमरों, गैस का पता लगाने के लिए वायुमंडलीय स्पेक्ट्रोस्कोपी, बायोमेडिकल इमेजिंग, गुणवत्ता नियंत्रण तथा उत्पाद निरीक्षण में अनुप्रयोग है। प्रवेश करने वाले प्रकाश को इलेक्ट्रॉनिक संकेतों में बदलने के लिए इमेज सेंसर में दृश्यमान प्रकाश फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया जाता है।
1, 2, 3 and 4
1, 2, 3 और 4
Explanation: Quantum dots (QDs) are nanometer-sized (approximately 2-10 nm) semiconducting material. Due to their small size, QDs exhibit quantum confinement effects and size-dependent electrical and optical properties. A majority of QDs have the ability to emit light of specific wavelengths if excited by light or electricity.
Statement 1 is correct: Bioimaging is a noninvasive process of visualizing biological activity (using fluorescent probes) in a specific period. It does not inhibit the various life processes such as movement, respiration, etc., and it helps to report the 3D structure of specimens apart from inferencing physically. QDs offer several advantages over traditional fluorescent probes for biomedical imaging. These include high photostability, broad absorption spectra, large extinction coefficient, and tunable emission wavelengths.
Statement 2 is correct: PbS (Lead Sulphide) quantum dots have potential applications in solar photovoltaic cells. PbS is a semiconductor material with a large Bohr exciton radius which enables quantum size-effect tuning over the range of the broad solar spectrum. Also, this material offers avenues for tandem and multijunction solar cells from a single material via size-effect bandgap tunability.
Statement 3 is correct: QDs are very promising for use in light-emitting layers in LED devices. The narrow emission width (defined by the narrow full width at half maximum (FWHM)) and the tunability of emission wavelengths with simple variations in the size and composition make the QDs attractive for LEDs. Visible quantum dots-based LED is considered as a next-generation display technology after OLED displays as it exhibits high colour purity, high luminance and lower power consumption.
Statement 4 is correct: QDs can be used in photodetectors for detecting both infrared and visible light. Photodetectors for infrared light find applications in night vision cameras, atmospheric spectroscopy for gas detection, biomedical imaging, quality control and product inspection. The visible light photodetectors are used in image sensors for transforming the incoming light into electronic signals.
व्याख्या: क्वांटम डॉट्स (QDs) नैनोमीटर के आकार (लगभग 2-10 nm) के अर्धचालक पदार्थ हैं। अपने छोटे आकार के कारण, QDs क्वांटम परिरोध प्रभाव और आकार-निर्भर विद्युत और प्रकाशीय गुण प्रदर्शित करते हैं। प्रकाश या विद्युत द्वारा उत्तेजित होने पर अधिकांश QDs में विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का उत्सर्जन करने की क्षमता होती है।
कथन 1 सही है: बायोइमेजिंग एक विशिष्ट अवधि में जैविक गतिविधि (फ्लोरोसेंट जांच का उपयोग करके) को दृष्टिगत करने की एक गैर-आक्रामक प्रक्रिया है। यह विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं जैसे कि गति, श्वसन, आदि को बाधित नहीं करता है, और यह भौतिक रूप से अनुमान लगाने के अलावा नमूनों की 3D संरचना की रिपोर्ट में मदद करता है। QDs बायोमेडिकल इमेजिंग के पारंपरिक फ्लोरोसेंट जांच की तुलना में कई लाभ प्रदान करते हैं। इनमें उच्च प्रकाश-स्थिरता, व्यापक अवशोषण स्पेक्ट्रम, बड़े परिमृति गुणांक और समायोज्य उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य शामिल हैं।
कथन 2 सही है: PbS (लेड सल्फाइड) क्वांटम डॉट्स के सौर फोटोवोल्टिक सेल में अनुप्रयोग संभावित हैं। PbS एक बड़े बोर एक्साइटन त्रिज्या (Bohr exciton radius) वाला अर्धचालक पदार्थ है जो व्यापक सौर स्पेक्ट्रम के ऊपर क्वांटम आकार-प्रभाव समायोजन को सक्षम बनाता है। इसके अलावा, यह पदार्थ आकार-प्रभाव बैंडगैप समायोजन के माध्यम से एकल पदार्थ से अग्रानुक्रम और बहुसंयोजन सौर सेल के लिए मार्ग प्रदान करती है।
कथन 3 सही है: LED उपकरणों में प्रकाश उत्सर्जक परतों में उपयोग के लिए QD अत्यधिक आशाजनक हैं। संकीर्ण उत्सर्जन चौड़ाई (अर्द्ध महत्तम पर संकीर्ण पूर्ण चौड़ाई (FWHM) द्वारा परिभाषित) तथा आकार और संरचना में साधारण बदलाव के साथ उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य की समायोजित होने की योग्यता LED के लिए QD को आकर्षक बनाती है। दृश्यमान क्वांटम डॉट्स-आधारित एलईडी को OLED डिस्प्ले के बाद अगली पीढ़ी की डिस्प्ले तकनीक के रूप में माना जाता है, क्योंकि यह उच्च रंग शुद्धता, उच्च चमक और निम्न विद्युत खपत को प्रदर्शित करता है।
कथन 4 सही है: QDs का उपयोग फोटोडिटेक्टर में अवरक्त और दृश्य प्रकाश दोनों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। अवरक्त प्रकाश के लिए फोटोडिटेक्टर का नाइट विजन कैमरों, गैस का पता लगाने के लिए वायुमंडलीय स्पेक्ट्रोस्कोपी, बायोमेडिकल इमेजिंग, गुणवत्ता नियंत्रण तथा उत्पाद निरीक्षण में अनुप्रयोग है। प्रवेश करने वाले प्रकाश को इलेक्ट्रॉनिक संकेतों में बदलने के लिए इमेज सेंसर में दृश्यमान प्रकाश फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया जाता है।
