Junto al silicio, el germanio es el material semiconductor más utilizado en el mundo. Pero si bien es excelente para conducir electricidad, su ineficacia para convertir la luz en electricidad o electricidad en luz restringe las otras aplicaciones para las que puede usarse.
Paul Simmonds, profesor asistente de la Universidad Estatal de Boise con una doble cita en los departamentos de física, ciencia e ingeniería de materiales, se preguntó si había una forma de ajustar las propiedades físicas del germanio y, por lo tanto, mejorar sus características optoelectrónicas qué tan bieninteractúa entre electrónica y luz.
La Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea también estaba intrigada y financió una propuesta titulada "Propiedades optoelectrónicas de los puntos de germanio de ingeniería de cepas" con una subvención de $ 622,000 por tres años. Simmonds está trabajando en el proyecto a través de un sub-premio administrado a través delUniversidad de California, Merced, y la Universidad de California, Los Ángeles. La parte del premio de Boise State es de $ 206,000.
"Si podemos convertir a Ge en un material optoelectrónico, entonces otras características lo harían atractivo como material láser", dijo Simmonds. "Es un poco como la alquimia. Esperamos cambiar las propiedades fundamentales de un elemento en la tabla periódicasimplemente estirándolo un poco "
Durante años, los científicos han intentado poner el germanio bajo tensión de tensión estirándolo a nivel atómico para mejorar sus propiedades optoelectrónicas. Pero el germanio es frágil y las imperfecciones cristalinas hacen que se rompa antes de que se pueda acumular suficiente tensión de tensión.
Simmonds y su equipo de investigación han respondido al desafío desarrollando una nueva familia de nanomateriales autoensamblados capaces de almacenar grandes cantidades de tensión de tensión, sin dañar la estructura cristalina.
"El autoensamblaje nos ha permitido desarrollar una forma para que los materiales soporten tensiones de alta resistencia sin desmoronarse", dijo Simmonds. "En lugar de permanecer planos, los átomos se reorganizan para formar islas nanoscópicas, como gotas de lluvia en la parte superior de unautomóvil, pero un millón de veces más pequeño. El proceso de reorganización en islas 3D alivia un poco la tensión y crea una ventana que nos permite tener una alta tensión de tensión sin romper ningún enlace atómico. Hemos demostrado que esto funciona con otros materiales y ahoraqueremos probarlo con germanio "
Hacerlo ayudaría a establecer el autoensamblaje a la tracción como un medio novedoso para integrar materiales diferentes y demostrar a la comunidad investigadora que la ingeniería de bandas de nanoestructura con deformación a la tracción es una herramienta eficaz para descubrir y diseñar materiales para la innovación tecnológica.
Si bien su trabajo tiene aplicaciones en el mundo real: crear una brecha de banda directa Las nanoestructuras Ge serían un avance crítico en la investigación de materiales optoelectrónicos. Simmonds está entusiasmado de que también sea una oportunidad para comprender un poco mejor el mundo.
El equipo de Simmonds llevará a cabo la síntesis y caracterización estructural de las nanoestructuras Ge. Los colaboradores de UCLA y UC Merced, que son expertos en modelado computacional y espectroscopía óptica, ayudarán a analizar los materiales creados en el Boise State Collaborative for Epitaxy of Nanomaterials.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Boise . Original escrito por Kathleen Tuck. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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