Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) están trabajando para hacer mejores dispositivos electrónicos al profundizar en la forma en que los nanocristales están dispuestos dentro de ellos.

Los nanocristales son bloques de construcción prometedores para dispositivos electrónicos nuevos y mejorados, debido a sus propiedades ajustables por tamaño y su capacidad para integrarse en dispositivos a bajo costo.

Si bien la estructura de los nanocristales se ha estudiado ampliamente, nadie ha podido ver el proceso de montaje completo.

Ahí es donde la científica de LLNL Christine Orme, Yixuan Yu, Babak Sadigh y un colega de la Universidad de California, Entra Los Ángeles.

"Creemos que la situación se puede mejorar si se pudiera identificar información cuantitativa detallada sobre el proceso de ensamblaje de nanocristales y si se controlara mejor el proceso de cristalización". "dijo Orme, un científico de materiales de LLNL y autor correspondiente de un artículo que aparece en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

Los nanocristales dentro de los dispositivos forman conjuntos, cuyas propiedades físicas colectivas, como la movilidad del portador de carga, dependen tanto de las propiedades de los nanocristales individuales como de la forma en que están dispuestos. En principio, conjuntos de nanocristales ordenados, o superredes, Permitir un mayor control en el transporte de cargas al facilitar la formación de minibanda. Sin embargo, en la práctica, pocos dispositivos construidos a partir de superredes de nanocristales ordenadas están en el mercado.

La mayoría de los estudios anteriores utilizan métodos de evaporación de la solución para generar superredes de nanocristales y sondear el proceso de ensamblaje a medida que se elimina gradualmente el disolvente. Es difícil obtener información cuantitativa sobre el proceso de montaje, sin embargo, porque el volumen y la forma de la solución de nanocristales cambian continuamente de manera incontrolable y las fuerzas capilares pueden impulsar el movimiento de los nanocristales durante el secado.

El crecimiento impulsado por el campo eléctrico ofrece una solución a este problema. "Recientemente hemos demostrado que se puede utilizar un campo eléctrico para impulsar el ensamblaje de Superredes de nanocristales tridimensionales, "Dijo Orme.

Debido a que el campo eléctrico aumenta la concentración local sin cambiar el volumen, forma o composición de la solución de nanocristales, el sistema de cristalización se puede probar cuantitativamente sin complicaciones asociadas con las fuerzas capilares o la dispersión de las interfaces de secado.

Como se esperaba, el equipo descubrió que el campo eléctrico impulsa los nanocristales hacia la superficie, creando un gradiente de concentración que conduce a la nucleación y crecimiento de superredes. Asombrosamente, el campo también clasifica las partículas según su tamaño. En esencia, el campo eléctrico concentra y purifica la solución de nanocristales durante el crecimiento.

"Debido a este efecto de clasificación por tamaño, los cristales de superrejilla están mejor ordenados y el tamaño de los nanocristales en la red se puede ajustar durante el crecimiento, "Dijo Orme." Esta podría ser una herramienta útil para dispositivos optoelectrónicos. Ahora estamos trabajando en detectores de infrarrojos y creemos que podría ser una estrategia interesante para mejorar el color en los monitores ".