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5 Funciones del Microscopio Electrónico en Defectos en Nanotubos

En las funciones del microscopio, los químicos han ideado una manera de ver las estructuras internas de las ondas electrónicas atrapadas en los nanotubos de carbono por cargas electrostáticas externas.

 

Los nanotubos de carbono se han promocionado como materiales excepcionales con propiedades únicas que permiten el transporte de carga y de energía extremadamente eficiente, con el potencial de abrir el camino para nuevos tipos y más eficientes de los dispositivos electrónicos y fotovoltaicos. Sin embargo, estas trampas, o defectos, en nanotubos ultra finas pueden comprometer su eficacia.

Universidad de Oregon químicos han ideado una manera de ver las estructuras internas de las ondas electrónicas atrapadas en los nanotubos de carbono por cargas electrostáticas externas.

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Los nanotubos de carbono se han promocionado como materiales excepcionales con propiedades únicas que permiten el transporte de carga y de energía extremadamente eficiente, con el potencial de abrir el camino para nuevos tipos y más eficientes de los dispositivos electrónicos y fotovoltaicos. Sin embargo, estas trampas, o defectos, en nanotubos ultra finas pueden comprometer su eficacia.

Utilizando un microscopio especialmente construido capaz de visualizar la materia a escala atómica, los investigadores fueron capaces de visualizar las trampas, que pueden afectar negativamente el flujo de los electrones y los paquetes de energía llamados excitones elementales.

El estudio, dijo George V. Nazin, un profesor de química física, tomando como modelo el comportamiento a menudo se observa en los dispositivos electrónicos basados en nanotubos de carbono, donde las trampas electrónicas son inducidos por cargas externas estocásticos en las inmediaciones de los nanotubos. Las cargas externas se atraen y atrapan los electrones a través de la propagación de los nanotubos.

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Utilizando las Funciones del Microscopio Optico Especialmente es Capaz de Visualizar la Materia a Escala Atómica

«Nuestra visualización debe ser útil para el desarrollo de una imagen más precisa de la propagación de electrones a través de los nanotubos en aplicaciones del mundo real, donde los nanotubos están siempre sometidos a las perturbaciones externas que potencialmente pueden conducir a la creación de estas trampas», dijo.

La investigación, que se detalla sobre la función del microscopio en un artículo en la revista Journal of Physical Chemistry Letters, se realizó con un microscopio de efecto túnel de ultra-alto vacío acoplado a un criostato de ciclo cerrado – un nuevo dispositivo construido para su uso en el laboratorio de Nazin. El criostato permitió Nazin y sus co-autores, Dmitry A. Kislitsyn y Jason D. Hackley, ambos estudiantes de doctorado, para bajar la temperatura a 20 grados Kelvin a congelar todo movimiento nanoescala, y visualizar las estructuras internas de los objetos a escala nanométrica.

El dispositivo capturó la estructura interna de ondas electrónicas atrapadas en secciones cortas, a sólo varios nanómetros de una superficie de oro de largo, de nanotubos parcialmente suspendidos por encima de una superficie de oro atómicamente plana. Las propiedades de las olas, en gran medida, Nazin dijo, determinan la transmisión de electrones a través de tales trampas electrónicos. Los electrones se propagan tienen que estar en resonancia con las ondas localizadas para que se produzca la transmisión electrónica eficiente.

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Con las funciones del microscopio compuesto, los químicos han ideado una manera de ver las estructuras

«Sorprendentemente, sintonizando finamente las energías de la propagación de los electrones, se encontró que, además de estos canales de transmisión de resonancia, también son posibles otras resonancias, con las energías correspondientes a las de las vibraciones específicas en nanotubos de carbono», dijo. «Estos nuevos canales de transmisión corresponden a resonancias ‘vibrónicas’, donde las ondas electrónicas atrapadas excitan vibraciones de los átomos de carbono que forman la trampa electrónica.»

El microscopio del equipo utilizado se detalla por separado en un papel (de alta  estabilidad de escaneo microscopio de efecto túnel criogénico basado en un criostato de ciclo cerrado) de libre acceso puesto en línea 07 de octubre por la revista Review of Scientific Instruments.

La National Science Foundation (subvención DMR-0960211) y una subvención de la Oregon Nanociencia y Microtecnologías Instituto (ONAMI) apoyaron la construcción del microscopio usado en el proyecto.

Los coautores de Nazin en el papel que detallan el microscopio son Hackley, Kislitsyn, ex estudiante de doctorado UO Daniel K. Beaman, ahora en Intel Corp. en Hillsboro, Oregon, y Stefan Ulrich de RHK Technologies Inc. en Troy, Michigan.

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Utilizando las Funciones del Microscopio estereoscopico se pueden visualizar el flujo de los electrones

 

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