Los físicos de la Universidad de Wollongong han descubierto comportamientos novedosos de los materiales que podrían mejorar la tecnología de las telecomunicaciones.

Desde cables de fibra óptica que ofrecen Internet de alta velocidad hasta cirugía ocular con láser, La capacidad de los científicos para manipular partículas fundamentales de luz (fotones) está revolucionando nuestro mundo.

Los nuevos desarrollos en dispositivos fotónicos se basan en la física fundamental y la química compleja para extraer la máxima eficiencia y sensibilidad a las partículas de luz.

Es a nanoescala donde los investigadores de la Facultad de Física de la UOW han descubierto un nuevo método de construcción de nanocables para su uso como semiconductores, la base de toda la electrónica moderna.

El estudiante de doctorado Julian Steele dijo que el ensamblaje de precisión de semiconductores a nanoescala estaba experimentando una explosión de interés en los círculos científicos. debido a su promesa de construir dispositivos electrónicos y fotónicos avanzados.

"El control de estas pequeñas estructuras es importante para determinar sus aplicaciones finales, ", Dijo Julian." Cuanto más control tengamos sobre una gama más amplia de materiales, cuanto más ampliamos la paleta de opciones de diseño funcional disponibles para los ingenieros ".

Los dispositivos basados ​​en silicio son actualmente los más utilizados para telecomunicaciones y elementos de circuitos. Mucho más abajo en la tabla periódica de elementos hay un elemento exótico llamado bismuto.

Cuando se agrega a los elementos galio y arseniuro, el bismuto más pesado se resiste a entrar en el cristal de arseniuro de galio y se acumula en la superficie en pequeñas gotas.

"Estas gotitas actúan como un catalizador para el crecimiento de nanoestructuras, que en este caso resultó autoensamblar en forma de pistas, "Julian explicó." Los propios nanotracks fueron cultivados por nuestros colaboradores en el Reino Unido y los EE. UU. que en realidad estaban tratando de cultivar materiales sólidos de película delgada.

"Pudimos contribuir al trabajo en la comprensión de lo que estábamos viendo y por qué se formaron las pistas. El problema de tratar de entender cómo se forma la forma de la nanotrack es el hecho de que solo existen unos pocos modelos teóricos para describir cómo crecen, y ninguno que explique nuestras formas inusuales ".

"Nuestro trabajo también propone un nuevo tipo de modelo de crecimiento en detalle. Una simulación basada en el modelo tiene un acuerdo fantástico con nuestro experimento y arroja información sobre los orígenes psíquicos de algunas de las características más exóticas observadas en estos nanotracks".

Una característica fundamental del trabajo es el proceso de autoensamblaje. En el entorno adecuado, los materiales se agregarán y formarán estructuras sin interferencia o dirección externas.

Autoensamblaje, cuando se entiende, se puede aplicar para simplificar y acelerar la construcción de materiales complejos utilizando nanocables, conduciendo a aplicaciones avanzadas.

Esto podría incluir nuevos dispositivos como pantallas planas más delgadas que las disponibles actualmente; células solares de alta eficiencia que se pueden integrar en superficies como el exterior de un automóvil; y baterías de nanocables que pueden contener hasta 10 veces la carga de las baterías de iones de litio existentes.

"Debido a la etiqueta de precio adjunta actualmente a su fabricación, la ciencia de los nanocables aún permanece en el mundo de los laboratorios, "Dijo Julian.

"De la misma manera que el desarrollo de nuevos materiales a fines del siglo XX ayudó a hacer realidad nuestra era tecnológica actual, desde teléfonos inteligentes hasta automóviles sin conductor, la próxima frontera es cómo ensamblar estos materiales a nanoescala para explotar a pequeña escala física (mecánica cuántica), para una mayor eficiencia y función ".

La investigación se publicó recientemente en la revista de nanotecnología de alto impacto. Nanoescala .