半导体材料中，微小晶体通常被称作量子点（quantum dot）。这种量子点可以把电子锁定在一个非常微小的三维空间内，当有一束光照射上去的时候电子会受到激发跳跃到更高的能级。当这些电子回到原来较低的能级的时候，会发射出波长一定的光束。由于量子限制效应，量子点的电子及光学特性具有独特的粒径依赖性。很多学者已系统研究了不同大小、形状及组成成分的量子点，这些基础理论广泛应用于太阳能电池、光电子晶体管、荧光生物标记等领域。量子点（quantumdots，QDs）是由硒化镉（CdSe）、碲化镉（CdTe）、硫化镉（CdS）、硒化锌（ZnSe）、磷化铟（InP）或砷化铟（InAs），或是CdSe核上包裹一层ZnS或CdS组成的纳米晶或半导体纳米晶。当半导体材料吸收1个含有能量大于其频带间隙的光子时，1个电子则从价电子带激发到传导带，留下1个带正电荷的空穴，形成电子-空穴对，1个电子-空穴对叫作1个激发子。激发子就像人工原子，半径在1～10nm，其大小依赖于半导体的性质。由于半导体晶体大小和激发子的大小相似，因此强烈的量子限制效应改变了激发子特性，随着晶体大小的减小，激发子的运行更像一个盒中粒子。