El nanomundo en tus manos by unknow

autor:unknow
La lengua: spa
Format: epub
Tags: Divulgación, Tecnología
editor: ePubLibre
publicado: 2013-12-31T16:00:00+00:00

FIGURA 5.6. Esquema que ilustra la diferencia entre transporte balístico y óhmico. Las trayectorias de los electrones se representan con trazos negros y las colisiones inelásticas con figuras con forma de estrella. A medida que el nanocable (zona representada por un estrechamiento de color gris claro) se hace más corto y estrecho las colisiones inelásticas se hacen menos frecuentes en su interior, y el transporte electrónico pasa de ser óhmico (muchas colisiones inelásticas) a balístico (escasas colisiones inelásticas).

Por lo tanto, cuando un nanobjeto, como los que vamos a describir en la sección siguiente, transporta la corriente eléctrica puede manifestar efectos balísticos y cuánticos, obligándonos a abandonar la Ley de Ohm para describir sus propiedades eléctricas y siendo necesario emplear una nueva formulación, la propuesta por R. Landauer. Esto tiene como consecuencia un cambio radical a la hora de diseñar y construir los circuitos electrónicos en los que se inserten nanocomponentes. Parte del software que hoy en día se utiliza para definir la arquitectura de complejísimos circuitos electrónicos dejará de ser válido dentro de unos pocos años y habrá que programar sofisticados códigos que tengan en cuenta la naturaleza cuántica del transporte electrónico. Los futuros ingenieros de nanocircuitos serán «ingenieros cuánticos», no van a tener otra opción.

5.7. La nanoelectrónica sin silicio

La nanoelectrónica basada en el silicio tiene todavía por delante unos cuantos años de éxito y seguirá ofreciéndonos dispositivos cada vez más sofisticados. Pero, mientras esto ocurre, los laboratorios de investigación de todo el mundo están buscando nanobjetos que se conviertan en candidatos fiables para reemplazar al silicio. Todos tendrán en común su tamaño nanométrico y su sorprendente forma de transportar electrones combinando efectos balísticos y cuánticos. Vamos a describir con brevedad algunas de las líneas de investigación más importantes dedicadas a la búsqueda de estos candidatos.

La electrónica molecular. Desde el descubrimiento de los polímeros conductores a finales del siglo XX, se han desarrollado una gran cantidad de dispositivos inspirados en estos materiales debido a su carácter multifuncional por ser conductores, flexibles y transparentes. Este tipo de materiales se describirán con más detalle en el capítulo siguiente. Entre estos dispositivos tenemos los diodos orgánicos emisores de luz (OLED, siglas de Organic Light-Emitting Diode), los transistores orgánicos de efecto campo (OFET, siglas de Organic Field-Effect Transistor) o los paneles fotovoltaicos orgánicos. Por ejemplo, un grupo de la Universidad Autónoma de Madrid ha propuesto el uso de paneles solares basados en diferentes moléculas derivadas de la ftalocianina, una molécula que tiene carácter semiconductor. Dichos paneles tendrían rendimientos inferiores a los que actualmente proporcionan los basados en el silicio, pero tendrían como gran ventaja su menor coste: menos de 20 céntimos de euro el metro cuadrado. Los polímeros conductores también se están considerando para la fabricación de baterías, músculos artificiales o diversos tipos de sensores.

Los polímeros conductores están basados en diferentes tipos de moléculas «electroactivas», denominadas así por ser capaces de reaccionar frente a estímulos eléctricos. Existen multitud de familias de moléculas electroactivas, como las derivadas de polipirrol, naftaleno, fullereno, tetra​ciano​quino​dimetano (TCNQ), tetratiofulvaleno (TTF), etc.

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