1. Semiconductores :En los materiales semiconductores, los defectos pueden crear estados de energía localizados dentro de la banda prohibida, alterando las propiedades eléctricas del material. Este es el principio fundamental detrás de los transistores y otros dispositivos semiconductores. Por ejemplo, el silicio, que es un semiconductor intrínseco, se puede dopar con impurezas específicas (por ejemplo, fósforo o boro) para crear semiconductores de tipo n o de tipo p, respectivamente. Estos defectos controlan la concentración y el tipo de portadores de carga (electrones o huecos) y permiten la modulación de la corriente eléctrica.
2. Materiales fotocromáticos :Los defectos pueden inducir un comportamiento fotocromático en los materiales, permitiéndoles cambiar de color o transparencia al exponerse a la luz. Esta propiedad encuentra aplicaciones en diversas tecnologías, como ventanas inteligentes, gafas de sol y dispositivos de almacenamiento óptico. Por ejemplo, ciertos materiales de óxido metálico (por ejemplo, óxido de tungsteno) pueden exhibir fotocromismo debido a defectos que atrapan y liberan electrones tras la irradiación de luz, lo que lleva a un cambio reversible en sus propiedades ópticas.
3. Ferromagnetismo en materiales no magnéticos :Los defectos pueden inducir un comportamiento ferromagnético en materiales que normalmente no son magnéticos. Esto se puede lograr introduciendo impurezas magnéticas o creando defectos que alteren la estructura cristalina regular, lo que resulta en momentos magnéticos localizados. Por ejemplo, la introducción de vacantes de oxígeno en el óxido de zinc (ZnO) puede inducir ferromagnetismo a temperatura ambiente, lo que permite aplicaciones potenciales en espintrónica y sensores magnéticos.
4. Actividad catalítica mejorada :Los defectos pueden mejorar significativamente la actividad catalítica de los materiales. Al introducir defectos específicos, se pueden modificar las propiedades de reactividad superficial y adsorción de los materiales, convirtiéndolos en catalizadores más eficientes para diversas reacciones químicas. Por ejemplo, los defectos en óxidos metálicos como la ceria (CeO2) o la titania (TiO2) pueden mejorar su rendimiento catalítico para reacciones como la división del agua, la degradación de contaminantes y las reacciones de las pilas de combustible.
5. Luminiscencia y centelleo :Los defectos pueden actuar como centros luminiscentes, permitiendo que los materiales emitan luz al ser excitados. Esta propiedad se utiliza en fósforos para iluminación, láseres y detectores de centelleo. Por ejemplo, la presencia de impurezas o defectos específicos en ciertos cristales (por ejemplo, sulfuro de zinc, telururo de cadmio) puede conducir a una luminiscencia y centelleo eficientes, lo que los hace valiosos para aplicaciones como la obtención de imágenes de rayos X y la detección de radiación.
Estos ejemplos demuestran cómo los defectos pueden dotar a los materiales inertes de propiedades útiles y activas, haciéndolos aplicables en una amplia gama de tecnologías, desde la electrónica y la óptica hasta la catálisis y la detección.
