(a) Imagen de microscopía electrónica de transmisión de la superrejilla de nanopartículas con nanopartículas de dopaje. (b) Patrón TSAXS de la superrejilla. Los picos bien definidos surgen debido al excelente orden de los cristales. (c) Este trabajo es un análogo a nanoescala del dopaje de semiconductores, una piedra angular de la industria de la microelectrónica.
Los semiconductores de silicio forman la base de toda la electrónica y microprocesadores modernos. Para estas aplicaciones es crucial la capacidad de "dopar" el semiconductor; que es decir, añadiendo de forma controlable átomos de impurezas a un semiconductor, se pueden variar continuamente sus propiedades electrónicas y ópticas.
Una reciente colaboración de científicos de la Universidad de Pennsylvania y NIST ha demostrado por primera vez, un análogo único a nanoescala. En particular, Los cristales a nanoescala se crean ensamblando nanopartículas en arreglos compactos (los llamados 'superredes de nanopartículas'). En este trabajo, el ensamblaje se realiza con cantidades controladas de nanopartículas de "impurezas" que difieren de las utilizadas para formar el cristal huésped.
Las superredes resultantes están 'dopadas', y exhiben propiedades que dependen sensiblemente de la concentración y el comportamiento intrínseco de las partículas dopantes. En un ejemplo, controlando la concentración de nanopartículas de oro dopantes (en un cristal de nanopartículas de seleniuro de plomo), la conductividad se puede ajustar en 6 órdenes de magnitud.
Para caracterizar el orden en estos nanomateriales, Se realizaron mediciones de dispersión de rayos X en la línea de luz X9 (NSLS), que es cogestionado por la CFN. Esta capacidad de sintonizar racionalmente las propiedades de las superredes será crucial para futuras aplicaciones de materiales ópticos y electrónicos.
La estación terminal de dispersión de rayos X de ángulo pequeño de transmisión de CFN (TSAXS) en la línea de rayos X de NSLS X9 se utilizó para medir los cristales de superrejilla de nanopartículas.
