Kvantna bušotina se koristi za ograničavanje elektrona na određenim energetskim razinama. Kvantne bušotine sastoje se od iznimno tankog poluvodiča s malim razmakom u pojasu, koji se nalazi između materijala s većim pojasom. Izuzetno su male, obično između 1 i 20 nanometara. Najčešće se koriste u laserskim diodama i infracrvenim slikama.
Ovaj dobro koristi svojstva ponašanja elektrona i praznine u pojasu za rad. Zazori u pojasu su područja u orbitali elektrona između osnovnog stanja, gdje elektroni normalno miruju, i pojasa vodljivosti, u koje se elektroni kreću u orbitale više energije kada su pobuđeni. Praznine su barijere između pojaseva osnovnog stanja i vodljivih pojaseva, koje sprječavaju elektrone da dođu do vodljivog pojasa bez dobivanja više energije nego što imaju u svom osnovnom stanju. Što je pojas veći, to je više energije potrebno elektronima da preskoče ovaj jaz i dosegnu pojas vodljivosti.
Jednom kada elektron dosegne pojas vodljivosti, oslobađa višak energije i vraća se u osnovno stanje. Postavljanjem mikroskopski tankog poluvodiča između materijala s preširokim zazorima da bi elektroni mogli lako skočiti, znanstvenici mogu prisiliti elektrone da ostanu u dvodimenzionalnom području tankog poluvodiča. Zarobljavanje elektrona na ovaj način omogućuje specifičnu manipulaciju energijom.
Budući da se elektroni mogu kretati samo u dva smjera, mogu proizvesti samo onu vrstu energije koju znanstvenik ili proizvođač želi. Ova energija je također fokusirana u izuzetno uskom toku. Zbog tog fokusa, kvantne bušotine stvaraju točne lasere za optičke uređaje. Dobro poznati primjer kvantne jame je u laserima za čitanje u CD playerima.
Kvantne bušotine nazivaju se “bunarima” ne samo zbog njihovog ponašanja hvatanja elektrona kao što bi bunar zarobljavao vodu, već i zbog njihovog izgleda kada su prikazani na grafikonu. Kada su kvantne bušotine prikazane na grafikonima energije u odnosu na položaj, one izgledaju kao duboke doline ili bunari, često u pravokutnom obliku. Kvantna bušotina je vrsta potencijalne bušotine, što znači da postoji potencijal za proizvodnju minimalne, fiksne količine energije.
Uzgajana, a ne stvorena, kvantna bušotina obično je izrađena od materijala kao što je galijev arsenid okružen aluminijevim arsenidom. Jažice se najčešće uzgajaju postupkom koji se naziva epitaksija molekularnim snopom, koji koristi efuzijsku ćeliju za pucanje molekula tvari na baznu tvar. Ova metoda stvara jedan atomski sloj materijala bušotine sa svakim paljenjem ćelije.