Seg\u00fan un art\u00edculo publicado en Nanotechweb, aplicar un campo el\u00e9ctrico a los nanotubos de carbono produce un gran cambio en sus propiedades \u00f3pticas; algo que, seg\u00fan los investigadores de IBM, podr\u00eda resultar \u00fatil para la fabricaci\u00f3n de futuros dispositivos electro \u00f3pticos.<\/p>\n
Los nanotubos de carbono de pared simple (CNT) semiconductores podr\u00edan ser ideales para aplicaciones en la nanooptoelectr\u00f3nica por su capacidad para emitir y absorber luz a distintas frecuencias. Est\u00e1 previsto que estas l\u00edneas espectrales cambien ligeramente en los campos el\u00e9ctricos aplicados, un fen\u00f3meno muy conocido en \u00e1tomos y mol\u00e9culas como \u00abefecto Stark\u00bb. <\/p>\n
Phaedon Avouris y sus colegas lograron medir este efecto en los nanotubos de carbono suspendiendo libremente en el aire un transistor de efecto campo hecho con nanotubos, para eliminar los efectos de sus alrededores. Los investigadores descubrieron que el cambio en las l\u00edneas espectrales de los CNT bajo un campo fuente-drenador es mucho mayor, a 30\u201350meV, de lo esperado a partir de la teor\u00eda del efecto Stark, que predice un valor de menos de 1meV. Adem\u00e1s, descubrieron que la resistencia de la transici\u00f3n \u00f3ptica se reduc\u00eda considerablemente. <\/p>\n
El equipo de IBM descubri\u00f3 que el cambio y la reducci\u00f3n de la emisi\u00f3n ten\u00eda lugar debido a que el campo drenador aplicado dopa el nanotubo, es decir, incrementa la densidad de transportadores libres de carga (electrones o agujeros) en el nanotubo. <\/p>\n
\u00abEsto es interesante porque un gran cambio inducido el\u00e9ctricamente en las propiedades \u00f3pticas de los CNT podr\u00eda resultar \u00fatil para los dispositivos electro \u00f3pticos\u00bb, se\u00f1al\u00f3 el miembro del equipo Marcus Freitag para nanotechweb.org. \u00abEstos dispositivos incluyen absorbedores que se pueden encender y apagar aplicando un voltaje; o emisores \u00f3pticos que pueden cambiar de color\u00bb. <\/p>\n
En su trabajo, Avouris y sus colegas midieron la electroluminiscencia (emisi\u00f3n de luz inducida el\u00e9ctricamente) y la fotoluminiscencia (emisi\u00f3n de luz inducida \u00f3pticamente). La primera se utiliza en los dispositivos electro \u00f3pticos. Sin embargo, los cient\u00edficos no est\u00e1n seguros de c\u00f3mo se deber\u00edan comparar ambas si son emitidas por el mismo nanotubo, explica Freitag. <\/p>\n
\u00abExperimentalmente, observamos que el ancho de electroluminiscencia se ve ampliado hasta cinco veces y modificado por 40meV a energ\u00edas m\u00e1s bajas en comparaci\u00f3n con la fotoluminiscencia\u00bb, se\u00f1al\u00f3. <\/p>\n
Seg\u00fan los investigadores, esto se debe a que los CNT se autocalientan cuando se aplica una corriente a trav\u00e9s de ellos, pero el dopaje inducido por drenaje tambi\u00e9n desempe\u00f1a un papel. <\/p>\n
\u00abEn conclusi\u00f3n, nuestro trabajo muestra que los efectos de los campos fuente-drenador sobre las propiedades \u00f3pticas de los CNT son enormes, y se producen debido al dopaje en lugar de a los tradicionales efectos Stark\u00bb, a\u00f1adi\u00f3 Freitag. \u00abEstos grandes efectos ser\u00e1n \u00fatiles para futuros dispositivos electro \u00f3pticos construidos a partir de nanotubos de carbono\u00bb. <\/p>\n
Los resultados se han publicado en la revista ACS Nano.<\/p>\n