es.wedoany.com Noticia: Investigadores del National Graphene Institute de la Universidad de Mánchester (Reino Unido) y de la Universidad Sun Yat-sen (China) han registrado por primera vez en tiempo real, mediante microscopía electrónica de transmisión en fase líquida, la formación y el crecimiento de nanoestructuras de telurio semiconductor en un medio líquido.
El telurio es un material semiconductor importante, ampliamente utilizado en dispositivos electrónicos, termoeléctricos y optoelectrónicos, cuyo rendimiento depende en gran medida de la forma y el tamaño de sus nanoestructuras. Controlar con precisión su proceso de crecimiento es crucial para optimizar el rendimiento de los dispositivos. Hasta ahora, los científicos tenían dificultades para observar directamente los detalles de la nucleación y el crecimiento de las nanoestructuras de telurio en un entorno líquido.
Mediante el uso de microscopía electrónica de transmisión en fase líquida, el equipo de investigación observó todo el proceso en el que el telurio precipita de la solución y se organiza espontáneamente en nanoestructuras. Inicialmente, aparecen partículas esféricas de "semillas cristalinas" en la solución, a partir de las cuales crecen nanocables alargados. A medida que avanza el crecimiento, múltiples nanocables comienzan a competir por el material de telurio disponible en la solución, lo que provoca diferencias significativas en la velocidad de crecimiento y la ramificación de los distintos nanocables.
Las mediciones cuantitativas muestran que la velocidad de crecimiento es de aproximadamente 1 a 15 nanómetros por segundo, dependiendo de las condiciones de irradiación del haz de electrones y de la presencia de nanocables cercanos. Este estudio establece por primera vez una correlación cuantitativa entre la cinética de crecimiento local y la competencia real entre nanoestructuras en solución.
La investigación también descubrió que la adición de nanopartículas de bismuto al sistema altera significativamente el mecanismo de formación del telurio. La incorporación de bismuto aumenta el número de centros de nucleación, lo que da lugar a la formación de estructuras más ramificadas, similares a helechos. Experimentos adicionales de electrodeposición confirmaron que el bismuto puede reducir el potencial necesario para la deposición de telurio y aumentar el rendimiento total de material de telurio en las mismas condiciones.
Los investigadores indican que la observación del crecimiento en tiempo real permite predecir y controlar el comportamiento del sistema en condiciones de síntesis estándar. La profesora Sarah Haigh señaló que esta es la primera vez que se observa directamente la aparición y evolución de nanocables de telurio en un entorno líquido, lo que facilitará un control más preciso de su forma y estructura. El coautor del estudio, Yi-Chao Zou, añadió que el efecto del bismuto es reproducible tanto en experimentos de microscopía como en electrodeposición clásica, lo que abre nuevas vías para el diseño dirigido de nanoestructuras.
Los autores consideran que la combinación de microscopía electrónica en fase líquida con aditivos controlables no solo permite describir, sino también dirigir y regular los mecanismos de nucleación y crecimiento de nanomateriales. Se espera que este método acelere el desarrollo de nanoestructuras de telurio para dispositivos electrónicos, conversión de energía y sensores, aplicaciones que requieren parámetros de precisión a escala nanométrica.
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