Descubrimiento revolucionario permite la manipulación a nanoescala del efecto piezoeléctrico

Buenas vibraciones: los nuevos productos a escala de átomos en el horizonte

23 de agosto 2010

La generación de un campo eléctrico por la compresión, y expansión de los materiales sólidos, que se conoce como el efecto piezoeléctrico, y tiene una amplia gama de aplicaciones, que van desde artículos de uso diario como relojes, sensores de movimiento y sistemas de posicionamiento precisos. Investigadores de la Universidad del Departamento de McGill, de Química, ahora han descubierto la manera de controlar este efecto, en los semiconductores a nanoescala, llamado "puntos cuánticos", que permite el desarrollo de nuevos productos increíblemente pequeños.

Aunque la palabra "quantum", se utiliza en el lenguaje cotidiano, para connotar algo muy grande, realmente significa la cantidad más pequeña, por lo cual ciertas cantidades físicas pueden cambiar. Un punto cuántico, tiene un diámetro de sólo 10 a 50 átomos, o menos de 10 nanómetros. En comparación, el diámetro de la doble hélice del ADN, es de 2 nanómetros. Los investigadores de McGill, han descubierto una manera de hacer acusaciones individuales, residen en la superficie del punto, que produce un campo eléctrico, de grandes dimensiones en el punto. Este campo eléctrico produce una enorme fuerza piezoeléctricas, que causan una rápida y gran expansión, y la contracción de los puntos dentro de una billonésima de segundo. Lo más importante, el equipo es capaz de controlar el tamaño de esta vibración.

El cadmio, tiene puntos cuánticos de Seleniuro, se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas. La energía solar, es un área que ha sido explorada, pero este nuevo descubrimiento, contruye el  camino pavimentado, para otras aplicaciones de dispositivos a nanoescala, para estos puntos. Este descubrimiento ofrece una forma de controlar la velocidad, y el tiempo de conmutación de dispositivos nanoelectrónicos, e incluso el desarrollo de fuentes de alimentación de nanoescala, mediante la cual una pequeña compresión, produciría una tensión grande.

"El efecto piezoeléctrico, nunca ha sido manipulado a esta escala, así que la gama de aplicaciones posibles, es muy emocionante", explicó el profesor Pooja Tyagi, un investigador doctorado, en el laboratorio de Patanjali Kambhampati. "Por ejemplo, las vibraciones de un material, puede ser analizada para calcular la presión del disolvente, que son pulg .Con el desarrollo y la investigación, tal vez podríamos medir la presión arterial no invasiva, mediante la inyección de los puntos, un láser sobre ellos, y analizar su vibración para determinar la presión. Tyagi, observa que  el Seleniuro de cadio, es un metal tóxico, y así uno de los obstáculos que superar en relación, con este ejemplo concreto sería encontrar un material de reemplazo.

 

La investigación fue publicada en Nano Letters, y recibió fondos de la Fundación Canadiense, para la Innovación, las Ciencias Naturales e Ingeniería del Consejo de Investigación de Canadá, y el Fonds Québécois de la Recherche sur la Nature et les Technologies.

Para más información: http://kambhampati-group.mcgill.ca