Ingeniería

Nuevos dispositivos electrónicos creados mediante nanocables torcidos

(NC&T) Hasta ahora, los investigadores han demostrado transistores FET (Field Effect Transistor), diodos, y sensores, así como nanogeneradores productores de corriente eléctrica, que funcionan doblando nanocables y nanocintas de óxido de cinc. Los nuevos componentes se aprovechan de las singulares propiedades mecánicas y electrónicas de los nanomateriales piezoeléctricos, una estrategia que los investigadores llaman "nanopiezotrónica".

"La nanopiezotrónica utiliza el acoplamiento de las propiedades piezoeléctricas y semiconductoras para fabricar nuevos componentes electrónicos", explica Zhong Lin Wang, profesor de la Escuela de Ciencias e Ingeniería de los Materiales del Instituto Tecnológico de Georgia. "Estos dispositivos podrían proporcionar las bases que nos permitan crear una nueva rama de la electrónica".

Por ejemplo, en un transistor del tipo nanopiezotrónico la acción de doblar una nanoestructura de óxido de cinc unidimensional altera la distribución de las cargas eléctricas, proporcionando control sobre el flujo de la corriente a través de este mecanismo. Midiendo los cambios en el flujo de corriente, los sensores piezotrónicos pueden detectar fuerzas en el rango de los nanonewtons o incluso de los piconewtons. Otros sensores piezotrónicos pueden determinar la tensión arterial dentro del cuerpo midiendo la corriente que fluye a través de las nanoestructuras. Y al hacer una conexión eléctrica en un lado de una nanoestructura torcida de óxido de cinc, se crea un diodo piezotrónico que limita el flujo de la corriente a una sola dirección.

El mecanismo nanopiezotrónico se aprovecha de la propiedad fundamental de los nanocables o las nanocintas hechas de materiales piezoeléctricos: al doblar las estructuras se produce una separación de las cargas, con un lado positivo y el otro negativo. La conexión entre la torsión y la generación de cargas también se ha empleado para crear nanogeneradores productores de corrientes eléctricas medibles cuando una serie de nanocables de óxido de cinc son torcidos y luego liberados.

Además de Wang, el equipo de investigación incluyó a J.H. Song, X.D. Wang, P.X. Gao, J.H. He, J. Zhou, N.S. Xu, L.J. Chen y a J. Liu, del Tecnológico de Georgia, y a investigadores de la Universidad Nacional Tsing Hua de Taiwán y de la Universidad Sun Yat-Sen en China.


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