Investigación sobre Semiconductores: La luz debilita los nanocúmulos mágicos
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Se conocen como "nano cúmulos de tamaño mágico" porque tienen propiedades especiales: Las partículas consisten en sólo unos pocos átomos, pero como están dispuestas en una estructura cristalina especial, son extremadamente estables. A menos que los expongas a la luz. Los científicos del Centro de Nanointegración (CENIDE) de la Universidad de Duisburg-Essen (UDE) han descubierto que tales materiales sufren cambios fundamentales tan pronto como son meramente analizados con métodos ópticos.
Modelo de un cúmulo (CdSe)13 (amarillo/gris) rodeado de moléculas orgánicas (azul/blanco).
F. Muckel et. al., Nat Commun 11, 4127 (2020), CC 4.0
La profesora adjunta, Dra. Franziska Muckel, es la jefa del grupo de trabajo "Materiales funcionales electroenergéticos" en la cátedra "Materiales de ingeniería eléctrica". Su equipo investiga las partículas de seleniuro de cadmio, que consisten en no más de 26 átomos. Sin embargo, estos átomos están dispuestos en una estructura cristalina, es decir, en una red regular similar a los marcos simétricos de escalada hechos de cuerdas y metal en los parques infantiles. Esta estructura hace que las partículas sean extremadamente estables.
En colaboración con la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur) y el Max-Planck-Institut für Eisenforschung de Düsseldorf, los investigadores de la UDE demostraron que la luz por encima de una determinada longitud de onda debilita significativamente los enlaces dentro de estos nano cúmulos de semiconductores, cien veces más que en el mismo material de dimensiones mucho mayores.
Los métodos de análisis ópticos como técnicas estándar en la investigación de semiconductores alcanzan así sus límites en estas dimensiones: En lugar de simplemente elucidar las propiedades del material, cambian el propio material investigado. Dado que los nano cúmulos mágicos son un importante paso intermedio en el camino hacia partículas funcionales más grandes, este es un descubrimiento decisivo.
Muckel, que lleva a cabo su investigación en el NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) en el campus de Duisburg, quiere ahora poner los resultados en práctica: "A largo plazo, planeamos desarrollar componentes de materiales similares que conviertan la luz en portadores de carga y que por lo tanto puedan servir como sensores ópticos".
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