Sunday, October 21, 2012

Invisibilidad: Dejando a las partículas "esconderse" de los electrones

Esto podría conducir a dispositivos termoeléctricos más eficientes y nuevos tipos de productos electrónicos. El concepto - desarrollado por el estudiante graduado del MIT Liao Bolin, ex postdoc Mona Zebarjadi (ahora un profesor asistente en la Universidad de Rutgers), la investigación científica Keivan Esfarjani, profesor de ingeniería mecánica y Chen Gang - se describe en un artículo publicado en la revista Physical Review Letters (" Encubrimiento core-shell de nanopartículas para conducir Electrones en Sólidos ").

          Normalmente, los electrones viajan a través de un material de una manera que es similar al movimiento de las ondas electromagnéticas, incluyendo la luz, su comportamiento puede ser descrito por las ecuaciones de ondas. Esto llevó a los investigadores del MIT con la idea de aprovechar los mecanismos de ocultamiento desarrollados para proteger los objetos de la vista - pero aplicándolo al movimiento de los electrones, lo cual es clave para los dispositivos electrónicos y termoeléctricas.El trabajo previo sobre los objetos de ocultamiento de la vista se ha basado en los llamados metamateriales hechos de materiales artificiales con propiedades inusuales. Las estructuras utilizadas para haces de luz causan camuflaje doblandose alrededor de un objeto y luego se reúnen en el otro lado, con su trayectoria original - esto hace que el objeto aparezca invisible.
       Los investigadores del MIT modelado nanopartículas con un núcleo de un material y una concha de otro. Pero en este caso, en lugar de doblarse alrededor del objeto, los electronespasan  a través de las partículas: Sus caminos se doblan primero hacia un lado, luego de vuelta otra vez, por lo que usan la misma trayectoria
con la que comenzaron.En las simulaciones de ordenador, el concepto parece funcionar, dice Liao. Ahora, el equipo tratará de construir dispositivos reales para ver si funciona como se espera. "Este fue un primer paso, una propuesta teórica. Queremos llevar a cabo más investigaciones sobre cómo hacer en algunos dispositivos real esta estrategia".Mientras que el concepto inicial se desarrolló usando partículas incrustadas en un sustrato semiconductor normal, a los investigadores del MIT les gustaría ver si los resultados pueden ser replicados con otros materiales, tales como dos dimensiones de hojas de grafeno, que podrían ofrecer interesantes propiedades adicionales.Simulaciones del equipo muestran que este material electrón-encubrimiento podría cumplir con estos requisitos inusualmente bien.Las simulaciones se hacen utilizando partículas de unos pocos nanómetros de tamaño, haciendo coincidir la longitud de onda de los electrones que fluyen y mejorar el flujo de electrones a niveles de energía particulares en órdenes de magnitud en comparación con las estrategias tradicionales de dopaje. Esto podría llevar a los filtros más eficientes o sensores, dicen los investigadores, dado que los componentes de los chips de ordenador más pequeños, dice Chen, "tenemos que pensar en estrategias para controlar el transporte de electrones", y esto podría ser un enfoque útil.El concepto también podría dar lugar a un nuevo tipo de interruptores para aparatos electrónicos, dice Chen. El interruptor puede operar por alternar entre transparente y opaco a los electrones. "Realmente estamos sólo al principio", dice. "No estamos seguros de hasta qué punto esto va a ir todavía, pero hay un cierto potencial" para las aplicaciones importantes.
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Fuente: Por David L. Chandler, MIT

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