Гетеропереходы являются основой многих полупроводниковых приборов. Они позволяют получить новые свойства, связанные с его структурой, которые невозможно получить, если использовать только гомопереходы, т.е. переходы внутри одного и того же материала. Гетеропереход, как контакт двух разных материалов, является также основой квантово-размерных структур, например, таких, как сверхрешетки. Сверхрешетки представляют собой структуру, состоящую из чередующихся слоёв разных материалов. В периодических решётках толщина слоёв остаётся одной и той же на протяжении всей структуры, а в непериодических – меняется по определённому закону, например, закону Фибоначчи. В периодических решётках возникают минизоны, связанные с уровнями размерного квантования, а в непериодических – энергетический спектр имеет фрактальную структуру и обладает свойствами самоподобия. Это означает, что вид спектра плотности состояний на большом энергетическом интервале будет похож на такой же спектр, но взятый на любом, сколь угодно малом энергетическом интервале. Интерес к частицам малого, нанометрового размера обусловлен изменением их свойств, связанных с эффектом размерного квантования. Полупроводниковые наночастицы, которые ещё называют квантовыми точками, меняют спектры поглощения и люминесценции по сравнению с объёмными материалами. Это позволяет управлять оптическими свойствами частиц и настраивать их под нужные задачи. Коллоидные наночастицы имеют размеры от единиц до нескольких десятков нанометров. Изменение размеров наночастиц, например, CdS меняет их спектр люминесценции во всём видимом диапазоне света. При этом материал остаётся одним и тем же. Изменение размеров наночастиц PbS изменяет их спектр люминесценции в ближней инфракрасной области. Полупроводниковое ядро коллоидных наночастиц покрыто слоем органических молекул, которые предотвращают их слипание и позволяют им свободно плавать в растворе. Объединение коллоидных наночастиц с проводящими полимерами приводит к образованию нанокомпозита. Нанокомпозит позволяет использовать свойства обоих компонентов – и полимера, и квантовых точек для получения нужных свойств структуры. Так на основе нанокомпозитов можно изготовить фотоприёмники излучения, солнечные элементы, фото- и электролюминесцентные структуры, и в частности, гибкие дисплеи. Коллоидные наночастицы являются основой для изготовления «чернил» для получения структур гибкой электроники. Применяя методы печати, похожие на печать с помощью обычного струйного принтера, можно изготовить электонную схему, в том числе и на гибкой подложке. Это открывает возможности изготовления «умной» одежды. Коллоидные квантовые точки также используют в качестве маркеров, которые могут прикрепляться к выбранным типам биоллогических тканей и клеток с помощью специальных линкеров, в качестве которых могут выступать антитела, антигены или специальные белковые молекулы. Таким образом могут быть обнаружены патологические клетки, например, раковые. По сравнению с используемыми в настоящее время красителями - флурофорами квантовые точки более стабильны, и главное, не подвержены обесцвечиванию под действием возбуждающего света. Окрашенные квантовыми точками биологические ткани можно наблюдать с помощью конфокального микроскопа и осуществлять диагностику различных заболеваний.
Текущие научные работы связаны с исследованием коллоидных квантовых точек PbS, PbSe, CdS и CdSe. Исследуются возможности их применения в составе нанокомпозитов для разработки солнечных элементов и других приборов, как например, газовых датчиков. Исследуется применение квантовых точек в качестве маркеров в биологических и медицинских исследованиях, в частности для получения изображений с помощью конфокального микроскопа.