กลศาสตร์ควอนตัม
กลศาสตร์ควอนตัม (English: quantum mechanics) เป็นสาขาหนึ่งในทฤษฎีรากฐานของฟิสิกส์ ที่มีความสามารถในการอธิบายผลการทดลองต่างๆ และถูกใช้แทนที่กลศาสตร์นิวตัน (หรือกลศาสตร์ดั้งเดิม) และ กลศาสตร์ไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์ (หรือทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า) ซึ่งกลศาสตร์ดั้งเดิมเหล่านี้ไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์ในวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าอะตอม แต่กลศาสตร์ควอนตัมนั้นสามารถคำนวณได้แม่นยำมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขนาดของวัตถุที่สนใจนั้นเล็กถึงขนาดอะตอม จึงกล่าวได้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมนั้นเป็นรากฐานเบื้องต้นของฟิสิกส์ที่มีความสำคัญมากกว่ากลศาสตร์นิวตันและกลศาสตร์ไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์ หรือใกล้เคียงกับความจริงมากกว่านั่นเอง
ควอนตัมดอต
เมื่อได้รับการกระตุ้นจากภายนอกอย่างมีประสิทธิภาพเพียงพอ สามารถทำให้อิเล็กตรอนกระโดดจากชั้นนอกสุดที่มีอิเล็กตรอนอยู่ หรือ เวเลนซ์ แบนด์ (valence band) ไปสู่ชั้นวางเปล่าที่เรียกว่า คอนดัคชัน แบนด์ (conduction band) ทำให้เกิดหลุมบวก (positively charged hole) ใน เวเลนซ์ แบนด์ และมีจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มมากขึ้นใน คอนดัคชัน แบนด์ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า เอกซิตอน (exciton) และระยะห่างระหว่าง หลุมบวก และ อิเล็กตรอน เรียกว่า รัศมี เอกซิตอน บอร์ห (exciton bohr radius) โดยระยะห่างอันนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของ ควอนตัมดอต ระดับพลังงานในวัสดุชนิดนี้ไม่ต่อเนื่อง แต่จะอยู่เป็นชั้นๆ (discrete) และระยะห่างของระดับพลังงานน้อยที่สุดที่เป็นไปได้ ถูกกำหนดโดยการกีดกันทางควอนตัม (quantum confinement)