NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

ALBERTO MORENO CENCERRADOPATRICIA VAL GÓMEZ

NANOPARTÍCULAS Y

NANOESTRUCTURAS

ALBERTO MORENO CENCERRADOPATRICIA VAL GÓMEZ

Cuando el tamaño importa:

La materia conserva sus propiedades hasta que llega a dimensiones de nanoescala.

• Estructuras:

Más inestables.Más reactivas.

• Aparece la física cuántica.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

Si la física cambia, la manera con la que podemos acercarnos a este tipo de sistemas también debe

hacerlo.

Cuando el tamaño importa:

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Microscopía Focal.

Cuando el tamaño importa:

TEM.SEM.Microscopía Óptica.

STM.AFM.SNOM.

• Microscopía de sonda de barrido (SPM).

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

Si la física cambia, la manera con la que podemos acercarnos a este tipo de sistemas también debe

hacerlo.

Entonces, ¿qué es una "nanoestructura"?

Estructuras sólidas confinadas en dos o tres dimensiones, sobre las que aparecen efectos cuánticos y poseen

propiedades físicas bien diferenciadas.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

Entonces, ¿qué es una "nanoestructura"?

• 1-DIMENSIONAL (1D): Estructura de alambre.

Nanotubos de carbono.Hilos cuánticos.Polímeros conductores.

Estructuras sólidas confinadas en dos o tres dimensiones, sobre las que aparecen efectos cuánticos y poseen propiedades físicas bien diferenciadas.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

Entonces, ¿qué es una "nanoestructura"?

• 1-DIMENSIONAL (1D): Estructura de alambre.

Nanotubos de carbono.Hilos cuánticos.Polímeros conductores.

Nanocristales semiconductores AFMNanopartículas metálicas.Litografía cuántica.

• 0-DIMENSIONAL (0D): Estructura de punto.

Estructuras sólidas confinadas en dos o tres dimensiones, sobre las que aparecen efectos cuánticos y poseen propiedades físicas bien diferenciadas.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Estructura electrónica en 0D = Quantum Dots.

0D – Nanoestructuras.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Transporte electrónico.

• Quantum dots → Átomo artificial.

• Confinamiento cuántico en semiconductores.

• Propiedades ópticas.

Propiedades.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Transporte electrónico.

• Quantum dots → Átomo artificial.

• Confinamiento cuántico en semiconductores.

• Propiedades ópticas.

Propiedades.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Transporte electrónico.

• Quantum dots → Átomo artificial.

• Confinamiento cuántico en semiconductores.

• Propiedades ópticas.

Propiedades.

Nanocristales semiconductores.

NANOPARTÍCULAS Y NANOESTRUCTURAS

• Bandas de valencia y conducción cuantizadas.

• Aumento de la energía al disminuir R.

• Espectro discreto, con posibilidad de ajuste al espectro visible.

Estados discretos de carga.

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Potencial químico.

Energía de carga.

Estados discretos de carga.

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Potencial químico.

Energía de carga.

Interacción Coulombiana de un punto cuántico esférico rodeado por una celda metálica esférica.

Estados discretos de carga.

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Potencial químico.

Energía de carga.

• Fabricación de diodos láser emisores de luz.

• Criptografía cuántica.

• Seguridad.

• Medicina.

• Computación cuántica.

Aplicaciones

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Problema propuesto:

Energías de un punto cuántico esférico.

(a). Derivar la fórmula para la energía de carga.

(b). Mostrar que para d << R obtenemos el mismo resultado que el que encontramos al utilizar el resultado del condensador de placas paralelas, C = 0A/d.

(c). Para el caso de un punto aislado, cuando d → ∞ encontrar el radio de la energía de carga para el estado de menor energía cuantizada. Expresar el resultado en función del radio del punto y el radio de Bohr efectivo.

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Resolución:

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Resolución:

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MUCHAS GRACIAS.