Los puntos cuánticos -a veces llamados átomos artificiales o nanopartículas- son pequeños cristales semiconductores con un amplio rango de aplicaciones potenciales en computación, células fotovoltaicas, dispositivos emisores
de luz y otras tecnologías.
Cada punto es un grupo de átomos bien ordenados, de 10 a 50 átomos
de diámetro
Los ingenieros están adquiriendo la habilidad de manipular los átomos
en puntos cuánticos para controlar sus propiedades y conducta, a través de
un proceso llamado ensamblaje directo (directed assembly).
Pero el progreso ha sido lento, hasta ahora, por la carencia de información
a escala atómica sobre la estructura y el carácter químico de los puntos cuánticos.
Los nuevos mapas a escala atómica ayudarán a rellenar ese hueco
de conocimiento, facilitando el camino a un progreso mas rápido en el campo del ensamblaje directo de puntos cuánticos, dice Roy Clarke, profesor de física en la Universidad de Michigan y correspondiente autor de un documento
sobre el tema publicado online el 27 de Septiembre en la revista Nature Nanotechnology.
El principal autor del documento es Divine Kumah del Programa de Física Aplicada de la Universidad de Michigan, el cual dirige la investigación
para su tesis doctoral.
"Lo comparo a la exploración en los días de antaño,"
de la cartografía de puntos.
"Encuentras un nuevo continente e inicialmente todo lo que ves es el vago límite de algo a través de la bruma.
Entonces llegas a tierra y vas hacia el interior y realmente lo cartografías, centímetro cuadrado por centímetro cuadrado".
"Los investigadores han sido capaces de trazar los límites de estos puntos cuánticos por bastante tiempo.
Pero esta es la primera vez que alguien ha sido capaz de cartografiarlos
a nivel atómico, de entrar y ver donde están posicionados los átomos, como también sus composiciones químicas.
Es un avance muy significativo."
Para crear los mapas, el equipo de Clarke iluminó los puntos con un haz brillante de fotones de rayos X en la Fuente de Fotones Avanzada
del Laboratorio Nacional de Argonne (Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source).
El haz actúa como un microscopio de rayos X para revelar los detalles sobre
la estructura de los puntos cuánticos.
Debido a que los rayos X tienen una longitud de onda muy corta,
pueden ser usados para crear mapas a superalta resolución.
"Estamos midiendo la posición y el carácter químico de piezas individuales
de un punto cuántico a una resolución de una centésima de nanómetro,"
"Es una resolución increíblemente alta."
La disponibilidad de mapas a escala atómica acelerará los progresos en el campo del ensamblaje directo.
Eso, de paso, conducirá a nuevas tecnologías basadas en los puntos cuánticos
Los puntos han sido ya usados para hacer láseres y sensores altamente eficientes, y podrían ayudar a hacer los computadores cuánticos una realidad.
"La cartografía a escala atómica proporciona información que es esencial
si vamos a tener controlada la fabricación de puntos cuánticos,"
"Para crear puntos con un conjunto especifico de características o un cierto comportamiento, tienes que conocer donde esta todo, entonces puedes colocar los átomos óptimamente.
Conocer lo que obtienes es lo mas importante de todo."
Además los coautores del documento de Nature Nanotechnology son Sergey Shusterman, Yossi Paltiel y Yizhak Yacoby.
La investigación fue patrocinada por una subvención del National Science Foundation.
El departamento de Energía de los EE.UU respaldo el trabajo en la Fuente
de Fotones Avanzada del Laboratorio Nacional de Argonne (Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source).
No hay comentarios:
Publicar un comentario