lunes, 24 de septiembre de 2012

Nanopartículas en la clandestinidad

El diseñó de metamateriales artificiales que permitan encubrir, aparentar invisibilidad a las ondas acústicas y electromagnéticas, supone algo más que un truco de magia. Muchas aplicaciones sugieren por si mismas que se puede crear un método de encubrimiento en frecuencias útiles o en sistemas tecnológicamente relevantes. Investigadores del MIT proponen el uso del encubrimiento en dispositivos semiconductores para optimizar la movilidad de los electrones en materiales con nanoestructuras.

Debido a la constante miniaturización de los dispositivos semiconductores, es cada vez más importante tener más control sobre la dispersión y transporte de los electrones ¿Se podrían crear centros de dispersión en un semiconductor que sean transparentes a determinadas energías? El equipo de investigación ha presentado la descripción de una coraza de nanopartículas albergada en una matriz semiconductora donde las nanopartículas son de un tamaño similar a la longitud de onda del electrón. Por tanto, dichas nanopartículas deberían ser invisibles para los electrones, mejorando la movilidad de estos a esas energías, con la posibilidad de poder ajustarse.

Como analogía con la Teoría de Mie para los problemas de difusión electromagnética, el formalismo de la onda parcial expresa la dispersión total de la sección transversal como sumatorio de las contribuciones de las ondas parciales con diferente momento angular. Para ser prácticos, las nanopartículas deben ser del mismo tamaño que la longitud de onda del electrón; así que las ondas parciales de mayor orden contribuirán inevitablemente. Trabajando en este marco, se ajustaron las longitudes de onda de los electrones, la proporción de la coraza y la masa efectiva de los materiales del núcleo y la coraza para lograr un decrecimiento de cuatro órdenes de magnitud en la dispersión dentro de un estrecho rango de energía. Los investigadores sugieren una implementación de dicha estructura mediante un sistema bidimensional de arseniuro de galio, así como un esquema tridimensional que implique materiales termoeléctricos. Las posibles aplicaciones de estos "mantos" incluyen interruptores y sensores, así como eficientes técnicas de extracción y conversión de energía.

Via physics.aps

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