Luis A. Merino 

FÍSICOS CREAN EL PRIMER MAPA DE PUNTOS CUÁNTICOS A ESCALA ATÓMICA.

ScienceDaily(sep.30,2009)- Físicos de la universidad de Michigan han creado el primer mapa a escala atómica de puntos cuánticos (quantum dots), un gran paso hacia la meta de producir "puntos de diseño" que pueden ser hechos a la medida para aplicaciones especificas.

Los puntos cuánticos -a veces llamados átomos artificiales o nanopartículas- son pequeños cristales semiconductores con un amplio rango de aplicaciones potenciales en computación, células fotovoltaicas, dispositivos emisores de luz y otras tecnologías. Cada punto es un grupo de átomos bien ordenados, de 10 a 50 átomos de diámetro

Los ingenieros están adquiriendo la habilidad de manipular los átomos en puntos cuánticos para controlar sus propiedades y conducta, a través de un proceso llamado ensamblaje directo (directed assembly). Pero el progreso ha sido lento, hasta ahora, por la carencia de información a escala atómica sobre la estructura y el carácter químico de los puntos cuánticos.

Los nuevos mapas a escala atómica ayudarán a rellenar ese hueco de conocimiento, facilitando el camino a un progreso mas rápido en el campo del ensamblaje directo de puntos cuánticos, dice Roy Clarke, profesor de física en la Universidad de Michigan y correspondiente autor de un documento sobre el tema publicado online el 27 de Septiembre en la revista Nature Nanotechnology.

El principal autor del documento es Divine Kumah del Programa de Física Aplicada de la Universidad de Michigan, el cual dirige la investigación para su tesis doctoral.

"Lo comparo a la exploración en los días de antaño," dice Clarke de la cartografía de puntos. "Encuentras un nuevo continente e inicialmente todo lo que ves es el vago límite de algo a través de la bruma. Entonces llegas a tierra y vas hacia el interior y realmente lo cartografías, centímetro cuadrado por centímetro cuadrado".

"Los investigadores han sido capaces de trazar los límites de estos puntos cuánticos por bastante tiempo. Pero esta es la primera vez que alguien ha sido capaz de cartografiarlos a nivel atómico, de entrar y ver donde están posicionados los átomos, como también sus composiciones químicas. Es un avance muy significativo."

Para crear los mapas, el equipo de Clarke iluminó los puntos con un haz brillante de fotones de rayos X en la Fuente de Fotones Avanzada del Laboratorio Nacional de Argonne (Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source). El haz actúa como un microscopio de rayos X para revelar los detalles sobre la estructura de los puntos cuánticos. Debido a que los rayos X tienen una longitud de onda muy corta, pueden ser usados para crear mapas a superalta resolución.

"Estamos midiendo la posición y el carácter químico de piezas individuales de un punto cuántico a una resolución de una centésima de nanómetro," dice Clarke. "Es una resolución increíblemente alta."

La disponibilidad de mapas a escala atómica acelerará los progresos en el campo del ensamblaje directo. Eso, de paso, conducirá a nuevas tecnologías basadas en los puntos cuánticos Los puntos han sido ya usados para hacer láseres y sensores altamente eficientes, y podrían ayudar a hacer los computadores cuánticos una realidad, dice Clarke.

"La cartografía a escala atómica proporciona información que es esencial si vamos a tener controlada la fabricación de puntos cuánticos," dice Clarke. "Para crear puntos con un conjunto especifico de características o un cierto comportamiento, tienes que conocer donde esta todo, entonces puedes colocar los átomos óptimamente. Conocer lo que obtienes es lo mas importante de todo."

Además de Clarke, los coautores del documento de Nature Nanotechnology son Sergey Shusterman, Yossi Paltiel y Yizhak Yacoby.

La investigación fue patrocinada por una subvención del National Science Foundation. El departamento de Energía de los EE.UU respaldo el trabajo en la Fuente de Fotones Avanzada del Laboratorio Nacional de Argonne (Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source).

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Adaptado de material facilitado por la Universidad de Michigan.

Leyenda de la imagen

Un mapa a escala atómica de la superficie entre un punto atómico y su sustrato. Cada pico representa un único átomo El mapa, hecho con rayos X de alta intensidad, es una lámina a través de una sección vertical del punto. (Créditos: Imagen cortesía de la Universidad de Michigan)

Traducido por Luis Al. Merino, 5-Oct-2009.