Un nanoalambre cuántico unidimensional (visto en amarillo a la izquierda) puede pasar de un conductor a un aislante con la adición de un solo defecto atómico, según análisis microscópico del Laboratorio Nacional Oak Ridge. Los paquetes de nanocables (derecha) son generalmente más estables, conduciendo a una mejor conductancia. Crédito:An-Ping Li y Shengyong Qin / ORNL
Los átomos individuales pueden crear o romper propiedades electrónicas en uno de los conductores conocidos más pequeños del mundo:los nanocables cuánticos. El análisis microscópico en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía está brindando una visión poco común de cómo la estructura atómica de los nanocables conductores afecta su comportamiento electrónico.
La microscopía del equipo ORNL confirmó que los defectos introducidos deliberadamente, que son solo del tamaño de un solo átomo, podría convertir un nanoalambre conductor en un aislante cerrando el camino de los electrones. Dirigido por An-Ping Li de ORNL, El equipo de investigación utilizó microscopía de túnel de barrido de múltiples sondas para analizar nanocables hechos de un material llamado siliciuro de gadolinio.
"Se espera que este tipo de conductor unidimensional sea un componente fundamental en todas las arquitecturas electrónicas cuánticas, "dijo Li, científico investigador del Centro de Ciencia de Materiales Nanofásicos de ORNL. "Una ventaja de los nanocables GdSi2 es que son compatibles con la tecnología de silicio convencional y, por lo tanto, son más fáciles de implementar en dispositivos nanoelectrónicos".
La investigación, publicado en la American Chemical Society Nano letras , es el primer estudio correlacionado que vincula el movimiento de electrones con elementos estructurales como defectos de un solo punto o impurezas que crecen intencionalmente en los nanocables.
"Cuando un director se vuelve tan pequeño, será muy sensible a los defectos atómicos en el nanoalambre, "Dijo Li." Si el conductor o el cable es grande, los electrones siempre pueden encontrar una forma de moverse. Pero con un nanoalambre tan pequeño, los electrones no tienen forma de escapar. Cuando pones solo algunos defectos en este nanoalambre, se puede cortar la conductancia y convertir un conductor en un aislante ".
Aunque los nanocables individuales exhibieron la transición de metal a aislante, el equipo de ORNL observó un comportamiento diferente en paquetes de nanocables construidos de dos, tres o más cables separados por unos pocos angstroms.
"Si junta paquetes, el acoplamiento entre alambres generalmente tiene un efecto estabilizador en la estructura que a su vez conduce a una mejor conductancia, "Dijo Li.
