Es un pequeño cambio que hace una gran diferencia. Los investigadores han desarrollado un método que utiliza un cambio de temperatura de un grado para alterar el color de la luz que emite un semiconductor. El método, que utiliza un semiconductor de película delgada en capas en la parte superiorde un material de sustrato sensible al calor, ofrece un camino para activar electrónicamente cambios en las propiedades de los materiales semiconductores.
"Podemos cambiar el color de la luz que emite el material con solo un pequeño cambio en la temperatura del sustrato", dijo Jian Shi, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en el Instituto Politécnico Rensselaer. "Si puede manipularlo".un material a través de la temperatura, también puede manipularlo potencialmente con voltaje y hacer un dispositivo electrónico, y eso es significativo. Ahora puede controlar las longitudes de onda de emisión electrónicamente ".
La investigación se detalla en "Interacciones no lineales electrón-celosía en un semiconductor de Wurtzita habilitado a través de óxido fuertemente correlacionado", publicado en una edición reciente de Materiales avanzados .
Los científicos de materiales como Shi desarrollan materiales con propiedades que pueden habilitar nuevas tecnologías o adaptarse mejor a las tecnologías actuales. En esencia, hay tres opciones principales para cambiar las propiedades de un material: cambiar la composición, cambiar la temperatura o cambiar la presión sobreEl material tiene ventajas e inconvenientes, y un material adecuado para aplicaciones comerciales debe ser económico y exhibir las propiedades necesarias en condiciones relativamente comunes.
En esta investigación, Shi se enfocó en el uso de presión para alterar la composición de la red de electrones, o simetría, del sulfito de cadmio, y cambiar sus propiedades. El uso de presión en masa tiene dificultades potenciales: se necesita mucha energía para cambiarla interacción entre celdas de electrones de un material a través de la presión; generar esa energía puede requerir el uso de un aparato voluminoso que hace que el material sea inaccesible para aplicaciones; y muchos materiales tienen poca tolerancia a la deformación y realmente se romperán antes de que puedan deformarse lo suficiente como para provocarnuevas propiedades. Por ejemplo, el sulfito de cadmio a granel se romperá a una deformación de .1 por ciento, lo que no es suficiente para cambiar su interacción entre la red de electrones y, por lo tanto, sus propiedades materiales.
Para superar esas dificultades, el enfoque de Shi utiliza una película delgada del semiconductor, que puede tolerar una mayor deformación que el material a granel, depositada sobre un material de sustrato que se deforma sustancialmente cuando se somete a un ligero cambio de temperatura.El sulfito de cadmio, puede tolerar al menos un uno por ciento de deformación sin romperse, una ventaja de 10 veces sobre el material a granel. El material del sustrato, dióxido de vanadio, sufre una transformación de fase de metal a aislante entre 6 y 8 grados centígrados, cambiando el volumen delmaterial y ejerciendo presión sobre el semiconductor de película delgada depositado en su superficie.
Al combinar el robusto semiconductor de película delgada con el sustrato sensible a la temperatura, Shi puede someter fácilmente al semiconductor a una gran tensión.
El método podría extenderse a una variedad de semiconductores de película delgada y a sustratos que experimentan una transición de fase de la presión, así como la temperatura o el dopaje electrostático.
Significativamente, los resultados también insinúan el potencial para producir un voltaje a partir de energía térmica, lo que podría conducir a la recolección de energía térmica.
"Si cambia la constante de la red y la simetría de un material, a veces puede generar energía, como un pico de corriente", dijo Shi. "Si podemos cambiar la energía térmica a electricidad cambiando la simetría del material, podemoscosechar energía térmica ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer RPI . Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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