(PhysOrg.com) - Los semiconductores proporcionan las bases para muchas vías diferentes de investigación de dispositivos. En efecto, muchos de los dispositivos tecnológicos que son comunes en nuestra sociedad dependen de semiconductores. Sin embargo, a medida que exploramos cada vez más las oportunidades que se ofrecen a nanoescala, se necesitan nuevos materiales semiconductores. Uno de los materiales semiconductores más prometedores a este nivel es el nanotubo de carbono (CNT).
"Es muy prometedor el uso de nanotubos de carbono para sensores". Ning Xi dice PhysOrg.com . Xi es profesor John D. Ryder de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Universidad Estatal de Michigan, y lidera un grupo que está trabajando en la ingeniería de brechas de banda CNT para su uso como sensores infrarrojos. Xi trabajó con Kin Wai Chiu Lai, Carmen Kar Man Fung y Hongzhi Chen en el estado de Michigan, y Tzyh-Jong Tarn de la Universidad de Wasington en St. Louis para desarrollar un proceso que se describe en Letras de física aplicada :"Ingeniería de la banda prohibida de nanotubos de carbono para sensores infrarrojos". Este proyecto cuenta con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval.
"Para material semiconductor, la banda prohibida es uno de los parámetros más importantes, ”Xi explica. “La banda prohibida representa cuánta energía se necesita para mover un electrón. Para que el electrón se mueva, tiene que poder saltar esta brecha. Tienes que cambiar la composición del material para cambiar la banda prohibida, y esto es muy difícil. La gente ha estado probando todo tipo de formas de hacer esto durante años ".
En lo que respecta a los sensores, El uso de CNT con diferentes intervalos de banda puede ayudar a identificar diferentes tipos de luz. "La luz infrarroja tiene una determinada longitud de onda, ”Dice Xi. “Necesitas una cierta banda prohibida para detectar esto. Si tiene nanotubos con diferentes intervalos de banda, puede diseñar un sensor para detectar diferentes espectros de infrarrojos. Y dado que estos nanotubos son tan pequeños, es posible disponer diferentes CNT con diferentes intervalos de banda ".
Para diseñar los huecos de banda para que puedan proporcionar los sensores semiconductores, Xi y sus colegas crearon un proceso para eliminar capas de CNT de paredes múltiples. “Lo interesante de los nanotubos de carbono es que la banda prohibida depende del radio. Si tiene un nanotubo de paredes múltiples, puede despegar la capa exterior para cambiar el radio. Y eso también cambia la banda prohibida. En lugar de cambiar el material semiconductor, es posible ajustar la banda prohibida al valor adecuado, un paso a la vez."
Xi, sus colegas y colaboradores desarrollaron un proceso que les permite usar el control de retroalimentación para eliminar capas de CNT de paredes múltiples. "Pudimos hacer esto de forma experimental, con relativa facilidad en comparación con los procesos anteriores para la sintonización de banda prohibida, ”, Señala Xi. “Pudimos generar diferentes tipos de nanotubos de carbono con diferentes intervalos de banda, y capaz de detectar múltiples longitudes de onda de luz en un espectro ".
Poder ajustar una banda prohibida sin tener que hacer un nuevo material es un gran paso adelante en los semiconductores, y Xi espera que este proceso se pueda utilizar para otros fines. “Nos interesan principalmente los nanosensores de infrarrojos, pero podría haber otras aplicaciones para esta tecnología ".
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