Una herramienta revolucionaria creada por científicos de la Universidad de Sheffield ha permitido a los investigadores analizar dispositivos de tamaño nanométrico sin destruirlos por primera vez. abriendo la puerta a una nueva ola de tecnologías.

El aparato de resonancia magnética nuclear, desarrollado por el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad, permitirá nuevos desarrollos y nuevas aplicaciones para la nanotecnología, que se utiliza cada vez más en la recolección de energía solar. informática, desarrollos de comunicación y también en el campo médico.

Los científicos ahora pueden analizar nanoestructuras a un nivel de detalle sin precedentes sin destruir los materiales en el proceso. una limitación que enfrentaron los investigadores de todo el mundo antes del avance de los expertos de Sheffield.

Dr. Alexander Tartakovskii, quien dirigió un equipo de investigadores, dijo:"Hemos desarrollado una nueva herramienta importante para el análisis microscópico de nanoestructuras. Las muy pequeñas cantidades de materia utilizadas en las nanoestructuras, el comportamiento de electrones y fotones, se rigen por nuevos efectos cuánticos, bastante diferente de lo que ocurre con los materiales a granel.

"El desarrollo requiere un análisis estructural cuidadoso, para comprender cómo se forman las nanoestructuras, y cómo podemos construirlos para mejorar y controlar sus propiedades útiles. Métodos de análisis estructural existentes, clave para la investigación y desarrollo de nuevos materiales, son invasivas:una nanoestructura se destruiría irreversiblemente en el proceso del experimento, y, como resultado, el vínculo importante entre las propiedades estructurales y electrónicas o fotónicas normalmente se perdería. Esta limitación ahora se supera con nuestras nuevas técnicas, que se basan en sondas de resonancia magnética nuclear (RMN) intrínsecamente no invasivas ".

Los resultados abren una nueva forma de nanoingeniería, una caracterización completa de un nuevo material y un nuevo nano-dispositivo semiconductor sin destruirlos, lo que significa más investigación y desarrollo y procesos de fabricación de dispositivos.

El Dr. Tarakovskii agregó:"Hemos desarrollado nuevas técnicas que permitieron una sensibilidad sin precedentes y la mejora de la señal de RMN en nanoestructuras. Las nanoestructuras particulares de interés en nuestra investigación son los puntos cuánticos semiconductores, que se investigan ampliamente por sus prometedoras aplicaciones fotónicas, y potencial para su uso en un nuevo tipo de hardware informático que emplea lógica cuántica.

"El resultado de nuestros experimentos fue bastante inesperado y cambió nuestra comprensión de la arquitectura de estos nanomateriales:aprendimos nueva información sobre la composición química de los puntos cuánticos, y también cómo la alineación de los átomos dentro de los puntos se desvía de la de un cristal perfecto. En tono rimbombante, se pueden realizar muchas más mediciones de propiedades ópticas y magnéticas en los mismos puntos cuánticos que se han sometido al sondeo por RMN ".

El desarrollo de las nuevas técnicas y todo el trabajo experimental fue realizado por el Dr. Evgeny Chekhovich en el grupo del Dr. Alexander Tartakovskii en el Departamento de Física y Astronomía en Sheffield. Las muestras de puntos cuánticos utilizadas en este trabajo también se han fabricado en Sheffield, en la Instalación Nacional EPSRC para Tecnología de Semiconductores III-V.