Aplicaciones Tecnológicas De La Emisión Electrónica De Los Átomos

Introducción

El átomo es la expresión más pequeña de la materia y a partir de ella se han logrado hacer diversas investigaciones y de esa manera se han hecho grandes descubrimientos acerca de este, utilizándolos se han logrado grandes avances en la ciencia y la tecnología.

En el desarrollo tecnológico la emisión electrónica de los átomos puede ser de verdadera utilidad como podremos comprobar a lo largo de este ensayo tiene muy diversas utilidades y, sabiendo utilizarlas correctamente podemos obtener diversos beneficios.

Para poder realizar estos adelantos fue necesario realizar las investigaciones adecuadas, por lo tanto hay que recordar que la base de todos estos fue planteada por científicos y posteriormente desarrollada en caso de no haber sido concluidos.

Electrónica

A pesar de las extraordinarias propiedades mecánicas y térmicas de los nanotubos de carbono, de las que tanto se habla en la literatura, sus primeras aplicaciones prácticas han sido electrónicos, planteándose como una posible revolución en determinadas áreas como la informática.

Las peculiares propiedades eléctricas de los nanotubos de carbono son las que han permitido utilizarlos en aplicaciones electrónicas. Puede verse a continuación una tabla resumen en la que se exponen las principales aplicaciones que surgen de cada propiedad.

Tal vez la propiedad eléctrica más importante de los nanotubos de carbono que determina su utilización en electrónica es que pueden ser metálicos o semiconductores. Para que la diferencia n-m (n y m son los índices de hamada, parámetros que indican la forma en que se enrollaría la lámina de grafito que daría lugar al nanotubo) debe ser múltiplo de 3, en caso contrario será semiconductor.

No todos los nanotubos semiconductores tienen el mismo gap. Debido a que en el mundo cuántico los electrones se comportan como partículas y como ondas estas pueden cancelarse o reforzarse. El hecho de que los nanotubos de carbono sean similares a láminas de grafito enrolladas, hace que algunas de las ondas que corresponderían al grafito sin enrollar se cancelen cuando este se enrolla, quedando solo unos estados cuánticos ( o longitud de onda ) permitidos para los electrones.

Cuanto más pequeño es el diámetro del nanotubo habrá menos estados permitidos que estarán muy separados energéticamente, aumentado el número de estados y disminuyendo su separación a medida que crece el diámetro. De esta manera las dimensiones de los nanotubos determinan el tamaño de su gap. Es muy importante, por lo tanto, controlar dichas dimensiones, para lo cual es fundamental el método de crecimiento empleado.

Nano Circuitos

El carácter metálico o semiconductor de los nanotubos de carbono los hace interesantes para su aplicación en nano circuitos. Así los conductores pueden ser empleados como interconectores o nano cables y los semiconductores pueden utilizarse para desarrollar ciertos dispositivos como diodos y transistores (aunque veremos que algunos diodos también incorporan nanotubos metálicos). El hecho de que los nanotubos semiconductores pueden tener distintos gaps y distintos conductividades abre un extenso abanico de posibilidades para la fabricación de múltiples tipos de nano dispositivos interconectores. (Nano cables).

En la miniaturización progresiva de la electrónica los cables tamaños disminuyen su tamaño. Pero esto presenta problemas; se produce mucho calor y los cables se destruyen al ser bombardeados por la avanzada de electrones que supone el paso de una corriente. Los nanotubos de carbono se presentan como una opción interesante para solucionar estos problemas. Por un lado, las previsiones indican que conducen el calor tan bien como el diamante por lo que disipan fácilmente el calor a través de los contactos eléctricos de sus extremos (mejor cuanto más corto sean el nanotubo)

Por otro lado, su fortaleza estructural les permitirá transportar enormes cantidades de corriente sin sufrir daños, incluso corrientes que podrían destruir el cobre o el oro. En el artículo “carbón nanotubos for inter connect applications “

Se comparan las propiedades de los nanotubos de carbono. Con las de cables de oro equivalentes.

Diversos factores influyen en la resistencia de un nanotubo de carbono que se utiliza como nano cable.

Aunque todavía los científicos estudian cómo se mueven los electrones a lo largo de un nanotubo, parece ser que en nanotubos perfectos, sin ningún defecto, los electrones viajan

“balísticamente” o sea, sin resistencia, sin ninguna dispersión que es la que origina la resistencia de los cables metálicos.

Nano circuitos.

Laser

Un importante avance reciente es el láser, acrónimo en inglés de “amplificación de luz por emisión estimulada de radiación”. En un láser, cuya sustancia

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