Descubriendo nuevos fenómenos energéticos a partir de la exposición a la luz en materiales en capas
En un trabajo colaborativo en el marco de Dynacom (laboratorio japonés francés), estudios recientes han puesto de relieve que los materiales compuestos por tubos estratificados, atómicamente gruesos y clasificados como materiales de baja dimensión, presentan nuevas propiedades.
Aunque las propiedades estáticas de estas estructuras, como la conducción eléctrica, están bien documentadas, sus propiedades dinámicas, incluida la transferencia de electrones entre capas y el movimiento atómico activado por la exposición a la luz, recibieron menos atención.
En este estudio, los investigadores construyeron estructuras cilíndricas anidadas envolviendo nanotubos de carbono (CNT) en nanotubos de nitruro de boro. Luego examinaron el movimiento de electrones y átomos inducido por pulsos de luz ultracortos en un material unidimensional (1D).
El movimiento de los electrones se controló mediante espectroscopía óptica ultrarrápida de banda ancha, que captura cambios instantáneos en las estructuras moleculares y electrónicas debido a la irradiación de luz con una precisión de diez billonésimas de segundo (10−13 s). El movimiento atómico se observó mediante difracción de electrones ultrarrápida con resolución temporal, que también obtuvo un seguimiento de la dinámica estructural con una precisión de diez billonésimas de segundo.
El estudio demostró que cuando se superponen diferentes tipos de materiales de baja dimensión, se forma un camino o canal que permite que los electrones escapen de subpartes específicas del material. Además, se descubrió que los electrones excitados en los CNT por la exposición a la luz pueden transferirse a los BNNT a través de estos canales electrónicos, donde su energía se convierte rápidamente en energía térmica, lo que facilita la conversión térmica extremadamente rápida.
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Esta investigación ha revelado un nuevo fenómeno físico en la interfaz entre dos materiales diferentes, que ofrece no sólo un transporte ultrarrápido de energía térmica sino también aplicaciones potenciales en el desarrollo de dispositivos ópticos ultrarrápidos y la rápida manipulación de electrones y agujeros generados a partir de la luz.
CRÉDITO DE LA IMAGEN: Universidad de Tsukuba
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