IBM anunció que ha creado el emisor de luz en estado sólido más pequeño del mundo. Este adelanto de la investigación (el primer emisor de luz de única molécula controlado eléctricamente) demuestra los rápidos avances logrados en el conocimiento de los dispositivos moleculares. Los resultados también indican que los exclusivos atributos de los nanotubos de carbón pueden ser aplicables a la optoelectrónica, que es la base del sector de las comunicaciones de alta velocidad.
El trabajo previo de IBM sobre las propiedades eléctricas de los nanotubos de carbón posicionó al nanotubos de carbón como el mejor candidato para reemplazar al silicio cuando las características de los actuales chips no puedan llevarse a una escala todavía menor. Los nanotubos de carbón son moléculas en forma de tubo 50.000 veces más delgadas que un cabello humano promedio. Los científicos de IBM esperan que el logro de hoy dé lugar a más trabajos de investigación y despierte el interés en el uso de nanotubos de carbón en dispositivos electrónicos y fotónicos (basados en luz) en nanoescala.
Con una mejor comprensión de las propiedades eléctricas de los nanotubos de carbón a través de su emisión de luz, IBM está acelerando la vía de desarrollo para sus aplicaciones electrónicas, y posibles aplicaciones ópticas comentó el Dr. Phaedon Avouris, gerente de ciencia en nanoescala de la división de Investigación de IBM. Los emisores de luz en nanotubo tienen el potencial de ser construidos en conjuntos o integrados con componentes electrónicos de nanotubo de carbón o silicio, lo cual abre nuevas posibilidades en electrónica y optoelectrónica.
El equipo de investigación de IBM detectó luz con una longitud de onda de 1,5 micrómetros, que es particularmente valiosa por ser la longitud de onda ampliamente utilizada en las comunicaciones ópticas. Los nanotubos con distintos diámetros podrían generar luz con distintas longitudes de onda utilizadas para otras aplicaciones.
Cómo creó IBM el emisor de luz en estado sólido más pequeño del mundo
El emisor de luz de IBM consiste en un único nanotubo de 1,4 nanómetros de diámetro configurado en un transistor en estado sólido de tres terminales que utiliza el mismo principio que los transistores convencionales. En estos transistores, la aplicación de un bajo voltaje a la entrada del transistor cambia la corriente que pasa entre los extremos opuestos del nanotubo (fuente y descarga del dispositivo).
Sobre la base de sus investigaciones anteriores, los científicos de IBM diseñaron el dispositivo para que fuera ambipolar, de modo que pudieran inyectar simultáneamente cargas negativas (electrones) desde una electrodo fuente y cargas positivas (huecos) desde un electrodo de descarga en un único nanotubo de carbón. Cuando los electrones y los huecos se encuentran en el nanotubo, se neutralizan entre sí y generan luz.
Debido a que se trata de un transistor, el emisor de luz de IBM puede encenderse y apagarse según el voltaje aplicado a la entrada del dispositivo. El control eléctrico de la emisión de luz de los nanotubos individuales permite investigaciones detalladas de la física óptica de estos exclusivos materiales de una sola dimensión. Los investigadores de IBM compararon las características detalladas de la luz emitida con las predicciones teóricas para probar que la luz fue creada por el mecanismo de recombinación electrón-hueco.
Si bien la emisión óptica desde moléculas individuales ya había sido medida, se trataba de una emisión de luz inducida por irradiación láser de muestras de moléculas. En el caso de los nanotubos de carbón, la emisión de luz desde un conjunto de grandes cantidades de nanotubos suspendidos en un líquido irradiado con láser fue informada en una ocasión anterior.
El informe sobre este trabajo, Induced Optical Emission from a Carbon Nanotube FET preparado por J.A. Misewich, R. Martel, Ph. Avouris, J.C. Tsang, S. Heinze y J. Tersoff del Centro de Investigación T.J. Watson de IBM en Yorktown Heights (N.Y.) se publica en la edición del 2 de mayo de Science. Para obtener una copia del manuscrito completo, envíe un correo electrónico a [email protected] o llame al (202) 326-6440 y solicite el trabajo número 15 en la edición del 2 de mayo.
IBM Research, la división de Investigación de IBM, es pionera en nanotecnología desde hace más de 20 años. El logro de hoy tiene como antecedente una serie de grandes adelantos de investigación realizados por científicos IBM que utilizan nanotubos de carbón (CNT) para crear dispositivos electrónicos diminutos. En mayo de 2002, IBM creó los transistores de nanotubo con mayor rendimiento que se hayan conocido, y mostró que los CNT pueden tener un rendimiento superior al de los prototipos de silicio contemporáneos líderes. En agosto de 2001, IBM demostró el primer circuito de computadora con rendimiento lógico del mundo, basado en un único nanotubo de carbón. En abril de 2001, IBM fue la primera en desarrollar una técnica revolucionaria para producir conjuntos de transistores de CNT, evitando la necesidad de separar meticulosamente los nanotubos metálicos de los semiconductores.
