La generación de un campo eléctrico por compresión y expansión de materiales sólidos se conoce como 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 preciso. Investigadores del Departamento de Química de la Universidad McGill han descubierto ahora cómo controlar este efecto en semiconductores a nanoescala llamados "puntos cuánticos". "permitiendo el desarrollo de nuevos productos increíblemente pequeños.

Aunque la palabra "cuántica" se usa en el lenguaje cotidiano para connotar algo muy grande, en realidad, significa la cantidad más pequeña por la cual ciertas cantidades físicas pueden cambiar. Un punto cuántico tiene un diámetro de solo 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 forma de hacer que las cargas individuales residan en la superficie del punto, que produce un gran campo eléctrico dentro del punto. Este campo eléctrico produce enormes fuerzas piezoeléctricas que provocan una gran y rápida expansión y contracción de los puntos en una billonésima de segundo. Más importante, el equipo puede controlar el tamaño de esta vibración.

Los puntos cuánticos de selenuro de cadmio se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas. La energía solar es un área que se ha explorado, pero este nuevo descubrimiento ha allanado el camino 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 los dispositivos nanoelectrónicos, y posiblemente incluso desarrollando fuentes de alimentación a nanoescala, por lo que una pequeña compresión produciría un gran voltaje.

"El efecto piezoeléctrico nunca ha sido manipulado a esta escala antes, por lo que la gama de posibles aplicaciones es muy interesante, "explicó Pooja Tyagi, investigador de doctorado en el laboratorio del profesor Patanjali Kambhampati. "Por ejemplo, las vibraciones de un material se pueden analizar para calcular la presión del solvente en el que se encuentran. Con mayor desarrollo e investigación, tal vez podríamos medir la presión arterial de forma no invasiva inyectando los puntos, alumbrando con un láser, y analizar su vibración para determinar la presión ". Tyagi señala que el selenuro de cadio es un metal tóxico, por lo que uno de los obstáculos a superar con respecto a este ejemplo en particular sería encontrar un material de reemplazo.