fisica de semiconductores trabajo1

2015

ESTEBAN REYES MANCIPE

EDWAR ALBERTO RODRIGUEZ ARIAS

ANGELICA PEREZ

DAVID FELIPE RUIZ

GLADYS JOHANA BAUTISTA

Universidad Nacional Abierta y a Distancia-

UNAD

26/03/2015

Trabajo Colaborativo 1 Fsica de Semiconductores

LA SUPERCONDUCTIVIDAD

La superconductividad es descubierta en 1911, se inicia con el mercurio, pero ms

adelante se descubre que la propiedad no es exclusiva del mercurio; ocurre en una gran

variedad de materiales, incluyendo el estao, el aluminio y no ocurre en materiales como

el oro y la plata.

Los materiales superconductores poseen las mismas caractersticas de los conductores

pero eliminan lo malo como la resistividad para conseguir avances en la informtica la

eliminacin del calor que permite integrar mayor cantidad de transistores para aumentar

rendimiento y operatividad.

La teora sealaba que los electrones que se encuentran en la capa de valencia, estn

dbilmente unidos al ncleo, por ello cuando los tomos de metal se unen, los electrones

se liberan del tomo, generando la corriente elctrica.

Llamamos entonces resistencia elctrica, a la propiedad que tienen los materiales de

oponerse al paso de la corriente elctrica. Vemos

R=p.l/A

P Resistividad

L Longitud del conductor

A rea del conductor

Segn el sistema internacional de Medidas, la unidad de resistencia elctrica es el ohm.

La resistividad depende de la temperatura, llamando temperatura critica cuando la

resistividad cae a la mitad de su valor normal. Bsicamente los electrones modifican sus

orbitas, compensando el campo magntico externo, as internamente es nulo. Esto tiene

que ver con que un superconductor, para que tenga resistencia elctrica nula, requiere que

el campo magntico en el interior sea cero. Se distinguen dos tipo de superconductores;

tipo I, perfecto; no permite la penetracin de un campo magntico. Tipo II, permite la

penetracin del campo magntico a travs vrtices de Abrikosov o fluxones. Fsicos

demostraron que en realidad los dos tipos son dos fases del mismo fenmeno,

dependiendo de la magnitud del campo magntico externo y de la temperatura.

El efecto elctrico de la superconductividad es la aparicin de supercorrientes, que no

disipan energa en forma de calor al caer en cero la resistencia. Como el nmero de cargas

es finito, existe una corriente en los semiconductores que hace que comience a dispersarse

la energa. La teora clsica no puede explicar el fenmeno de la superconductividad por

lo que se adoptan dos teoras; la teora BCS y la teora Ginzburg-landau.

Encontramos aplicaciones de la superconductividad en la fsica moderna en imgenes por

resonancia magntica, construccin de aceleradores de partculas; en la produccin de

seales de radiofrecuencia y microondas. Mostrando que la conductividad abarca gran

campo de accin en la actualidad y que an hay mucho por descubrir.

La mayora de las aplicaciones estn en el campo de la medicina y a tecnologa, los

dispositivos desarrollados ahora han dado campo al desarrollo de los superconductores,

con los potentes electroimanes se emplean como colais los cuales pueden entregar valioso

datos sobre la naturaleza de las partculas, tambin la construccin de botellas magnticas

capaces de contener reaccin de fusin y as generar energa, sin embargo las reacciones

son muy inestables para contenerla.

En la medicina se utiliza para la generacin de mquinas de imagen por ejemplo las

utilizadas para resonancias magnticas, las cuales funcionan con un imn elctrico

superconductor.

En el futuro ser empleada para los medios de transportes, en la actualidad se utilizan

para trenes que flotan sobre rieles magnticos todo esto gracias a la superconductividad

y a una ley muy sencilla como la repulsin de polos, actualmente hay trenes maglev en

Japn y Alemania con velocidades superiores a los 200km/h.

LA ENERGIA & EL MEDIO AMBIENTE

La energa y el medio ambiente son indispensables para el desarrollo sostenible. La

demanda de los recursos ambientales, en especial el agua, alimentos y combustibles, se

ha incrementado a medida que la poblacin tambin lo haca. Pero, las principales fuentes

de energa empleadas por el hombre han tomado otro camino a travs del tiempo, a cada

momento incrementando y generando ms problemas ambientales que afectan el diario

vivir del hombre y de sus familia. No es de extraar y de recordar que anteriormente las

nicas fuentes de energa eran tan bsicas que la misma tierra no senta dolor alguno por

asi llamarlo. Hoy en da la quema de petrleo, la extraccin del carbn y de gas natural

dominan la economa del mundo. Este cambio tan brusco ha generado el efecto

invernadero y por consiguiente los terribles cambios climticos en las estaciones del

mismo trayendo consigo sismos, terremotos, inundaciones y muerte.

Esta problemtica ha generado buscar otras fuentes de energa mucho ms biolgicas y

naturales, por ejemplo, la energa solar usa la radiacin solar que llega a la Tierra y se

desarrolla mediante el calor, la energa hidrulica aprovecha el potencial acumulado al

caer el agua en las cascadas o nacederos.

LA NANOCIENCIA

La Nanociencia es un rea emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los

materiales de muy pequeas dimensiones. La nanociencia es distinta a las otras ciencias

porque aquellas propiedades que no se pueden ver a escala macroscpica adquieren

importancia, como por ejemplo propiedades de mecnica cuntica y termodinmicas. En

vez de estudiar materiales en su conjunto, los cientficos investigan con tomos y

molculas individuales. Al aprender ms sobre las propiedades de una molcula, es

posible unirlas de forma muy bien definida para crear nuevos materiales con nuevas e

increbles caractersticas. La nanociencia y la nanotecnologa no son ciencias cerradas,

son distintas ciencias desarrolladas o evolucionadas. La nanotecnologa trabajara con

nano-objetos desde molculas hasta clulas en tamao, la nanociencia es el mtodo de

investigacin a escalas muy nfimas o menores.

Hasta en 1976 se mencion por primera vez el termino de nano tecnologa quien segn

sus teoras deca que con la manipulacin del tomo se podan construir y mejorar muchas

cosas para uso y beneficio dela humanidad

Los nanomateriales son aquellos en los que introducimos nuevas propiedades promedio

de nano sistemas. En la actualidad se utilizan nanomateriales en la mayora de productos

que usamos a diario, manufactura, alimentos, industria etc. Muchas de estas aplicaciones

eran inimaginables hace varios aos, todas estas logradas a partir de la manipulacin del

tomo. El uso de los nanotubos de carbono trasciende al espacio ya que por sus

propiedades contribuyen mucho en su desempeo para estos ambientes.

En un miligramo de materia hay miles de millones de tomos manipulndolos uno a uno

no nos alcanzara el tiempo para hacerlo, pero mediante la tcnica botn up se

revolucionara la manera como conocemos el mundo

LA NANOTECNOLIGA

Se refiere a la meta tecnolgica donde se manipula en forma clara y exacta los tomos y

molculas en la fabricacin de productos a gran escala. La nanotecnologa definida por el

tamao es un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la ciencia tan

diversas como las superficies, qumica, biologa, fisica. Las investigaciones y

aplicaciones asociadas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la fsica de

los dispositivos la nanotecnologa permita obtener materiales con una enorme precisin

en su composicin y propiedades. Estos materiales podran proporcionar estructuras con

una resistencia sin precedentes y ordenadores o computadoras megas compactas, agiles y

poderosas o potentes. La nanotecnologa reestructurar las tecnologas actualmente en

uso para la manufactura, la medicina, la defensa, la produccin de la energa, la gestin

ambiental, el transporte, las comunicaciones, la computacin y la educacin. Las

aplicaciones en nanotecnologa acompaarn tambin cambios en los mbitos social,

econmico, tico y ecolgico.

TABLA BIBLIOGRAFICA

TEMA BIBLIOGRAFIA O WEB

GRAFIA

FECHA DE

CONSULTA

SUPERCONDUCTIVIDAD

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03/03/2015

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20/03/2015

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20/03/2015

20/03/2015

Nanociencia y

Nanotecnologa (Medicina)


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http://www.nanospain.org/nanospai

n.php?p=h.NASA Draft

Nanotechnology Roadmap.

22/03/2015

22/03/2015

22/03/2015

Energa y medio ambiente https://www.youtube.com/watch?v=

asXiCcx7z9Y


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23/03/2015

23/03/2015

Nanomateriales o materiales

sper resistentes


asXiCcx7z9Y


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24/03/2015

24/03/2015

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