Así como la oblea de silicio monocristalino cambió para siempre la naturaleza de la comunicación hace 60 años, un grupo de investigadores de Cornell espera que su trabajo con sólidos de puntos cuánticos, cristales hechos de cristales, pueda ayudar a marcar el comienzo de una nueva era enelectrónica.
El equipo, dirigido por Tobias Hanrath, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular Robert Frederick Smith, y el estudiante graduado Kevin Whitham, ha creado superestructuras bidimensionales a partir de bloques de construcción de cristal único. Mediante un par de procesos químicos, los nanocristales de plomo-selenio se sintetizan en cristales más grandes, luego se fusionan para formar superredes cuadradas atómicamente coherentes.
La diferencia entre estas y las estructuras cristalinas anteriores es la coherencia atómica de cada cristal de 5 nanómetros un nanómetro es una billonésima parte de un metro. No están conectados por una sustancia entre cada cristal, están conectados aLas propiedades eléctricas de estas superestructuras son potencialmente superiores a los nanocristales semiconductores existentes, con aplicaciones anticipadas en absorción de energía y emisión de luz.
"En cuanto al nivel de perfección, en términos de hacer los bloques de construcción y conectarlos a estas superestructuras, es probable que sea lo más lejos que pueda empujarlo", dijo Hanrath, refiriéndose a la precisión del proceso a escala atómica.
El artículo del grupo Hanrath, "Transporte de carga y localización en sólidos de puntos cuánticos coherentes atómicamente", se publica en la edición de este mes de Materiales de la naturaleza .
Este último trabajo ha surgido de investigaciones publicadas anteriormente por el grupo Hanrath, incluido un artículo de 2013 publicado en Nano letras que informó un nuevo enfoque para conectar puntos cuánticos a través del desplazamiento controlado de una molécula conectora, llamada ligando. Ese documento se refería a "conectar los puntos", es decir, acoplar electrónicamente cada punto cuántico, como uno de los obstáculos más persistentesser superado
Esa barrera parece haberse despejado con esta nueva investigación. El fuerte acoplamiento de los nanocristales conduce a la formación de bandas de energía que pueden manipularse en función de la composición de los cristales, y podría ser el primer paso para descubrir y desarrollar otros materiales artificialescon estructura electrónica controlable.
Aún así, dijo Whitham, se debe hacer más trabajo para llevar el trabajo del grupo del laboratorio a la sociedad. La estructura de la superrejilla del grupo Hanrath, aunque superior a los sólidos de nanocristales conectados al ligando, todavía tiene múltiples fuentes de desorden debido al hechoque todos los nanocristales no son idénticos. Esto crea defectos que limitan la función de la onda de electrones.
"Veo este documento como una especie de desafío para que otros investigadores lleven esto a otro nivel", dijo Whitham. "Esto es hasta donde sabemos cómo impulsarlo ahora, pero si alguien se le ocurriera alguna tecnología, algo de química, para dar otro salto adelante, esto es como desafiar a otras personas a decir: '¿Cómo podemos hacer esto mejor?' "
Hanrath dijo que el descubrimiento se puede ver de una de dos maneras, dependiendo de si ve el vaso medio vacío o medio lleno.
"Es el equivalente de decir: 'Ahora hemos hecho una oblea de silicio monocristal realmente grande, y puedes hacer cosas buenas con ella'", dijo, haciendo referencia al descubrimiento de comunicaciones que cambió el juego en la década de 1950."Esa es la parte buena, pero la parte potencialmente mala es que ahora tenemos una mejor comprensión de que si quisieras mejorar nuestros resultados, esos desafíos serán muy, muy difíciles".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Daryl Lovell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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