Los nanocables semiconductores son nanomateriales cuasi unidimensionales que han despertado un gran interés como uno de los bloques de construcción nanotecnológicos más poderosos y versátiles con un impacto real o potencial en la nanoelectrónica. fotónica, electromecánica, conversión de energía respetuosa con el medio ambiente, biosensor, y tecnologías de neuroingeniería.
La síntesis ascendente de nanocables a través de la epitaxia en fase de vapor catalizada por metal es un proceso muy atractivo para generar nanocables de alta calidad, lo que proporciona un grado adicional de libertad en el diseño de dispositivos innovadores que se extienden más allá de lo que se puede lograr con las tecnologías actuales. En este proceso de nanofabricación, Los nanocables crecen a través de la condensación de átomos liberados de un vapor molecular (llamados precursores) en la superficie de nanogotas metálicas. El oro se usa ampliamente para formar estas nanogotas. Este autoensamblaje de nanocables se realiza de forma espontánea a temperatura y presión de vapor óptimas y se puede aplicar para sintetizar cualquier tipo de nanocables semiconductores. Sin embargo, Para funcionalizar estos nanomateriales, una introducción precisa de impurezas es fundamental para ajustar sus propiedades electrónicas y ópticas. Por ejemplo, La introducción de impurezas de los grupos III y V en una red de silicio es un paso crucial para el diseño y rendimiento óptimos de las tecnologías de nanocables de silicio. El control preciso de este proceso de dopaje sigue siendo un desafío excepcional que es cada vez más complejo como resultado del impulso implacable hacia la miniaturización de dispositivos y la aparición de arquitecturas de dispositivos a nanoescala novedosas.
En un desarrollo reciente, un equipo de científicos de Polytechnique Montréal (Canadá), Universidad de Northwestern (EE. UU.), y el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras (Alemania), dirigido por el profesor Oussama Moutanabbir, ha realizado un descubrimiento fascinante de un proceso novedoso para funcionalizar con precisión los nanocables. Al usar aluminio como catalizador en lugar del oro canónico, El equipo demostró que el crecimiento de los nanocables desencadena un proceso de autodopaje que implica la inyección de átomos de aluminio, lo que proporciona una ruta eficiente para dopar los nanocables sin la necesidad de un procesamiento posterior al crecimiento que se suele utilizar en la industria de los semiconductores. Además de las implicaciones tecnológicas, este autodopaje implica procesos a escala atómica que son cruciales para la comprensión fundamental del ensamblaje catalítico de nanocables. Los científicos investigaron este fenómeno a nivel atomístico utilizando la técnica emergente de tomografía de sonda atómica asistida por láser ultravioleta altamente enfocada para lograr mapas tridimensionales átomo por átomo de nanocables individuales. También se desarrolló una nueva teoría predictiva de las inyecciones de impurezas para describir este fenómeno de autodopaje. lo que brinda innumerables oportunidades para crear una clase completamente nueva de dispositivos a nanoescala adaptando con precisión la forma y composición de los nanocables.
Los resultados de su avance se publicarán en Naturaleza .
