{"id":134647,"date":"2021-01-15T11:29:10","date_gmt":"2021-01-15T10:29:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134647"},"modified":"2021-01-15T11:35:06","modified_gmt":"2021-01-15T10:35:06","slug":"nanotubos-monocapa-de-ws2-muestran-un-novedoso-comportamiento-luminiscente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2021\/01\/15\/134647","title":{"rendered":"Nanotubos monocapa de WS2 muestran un novedoso comportamiento luminiscente"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Autor:\u00a0Jos\u00e9 Ignacio Mart\u00ednez, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">Avances en el campo de la Nanotecnolog\u00eda han permitido alcanzar un control sin precedentes en la reducci\u00f3n de la dimensionalidad de materiales de inter\u00e9s tecnol\u00f3gico e industrial, lo que ha llevado al descubrimiento de propiedades emergentes s\u00f3lo accesibles en la nanoescala. Un ejemplo paradigm\u00e1tico lo constituyen materiales laminares como MoS<sub>2 <\/sub>y WS<sub>2<\/sub>, que experimentan una transici\u00f3n desde un gap electr\u00f3nico indirecto a un gap directo en el l\u00edmite de una \u00fanica capa. Imaginemos entonces el desaf\u00edo de poder \u201cenrollar\u201d estas monocapas sobre si mismas para obtener nanotubos y poder as\u00ed analizar y aprovechar sus excelentes propiedades luminiscentes, \u00fanicamente vislumbradas hasta la fecha mediante predicciones te\u00f3ricas.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">Recientemente, el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC y la Universidad de Valladolid, respectivamente, en una colaboraci\u00f3n multidisciplinar con los Institutos Holon y Weizmann de Israel, y los Institutos de F\u00edsica y de Ciencia de Plasmas de Greifswald en Alemania, han obtenido la primera evidencia experimental, confirmada mediante c\u00e1lculos de primeros-principios, <strong>de los efectos del confinamiento cu\u00e1ntico en nanotubos WS<sub>2<\/sub> monocapa<\/strong> en comparaci\u00f3n con nanotubos de varias capas, mediante medidas de catodoluminiscencia (<em>Applied Physics Reviews, <\/em>DOI: 10.1063\/5.0019913). A pesar de las dificultades para obtener nanotubos monocapa de este material, debido al estr\u00e9s que experimentan debido a su curvatura, se ha desarrollado un <strong>novedoso protocolo para obtener nanotubos monocapa<\/strong> mediante un reactor de plasma capaz de cortar y arrancar fragmentos de nanotubos multicapa que despu\u00e9s se enrollan espont\u00e1neamente sobre s\u00ed mismos. Este protocolo produce nanotubos monocapa con di\u00e1metros de 3 a 7 nm, donde los efectos de confinamiento electr\u00f3nico comienzan a adquirir relevancia, y permite obtener cantidades masivas de nanotubos.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">Se llevaron a cabo experimentos de catodoluminiscencia sobre regiones con abundancia de nanotubos formados, localizadas mediante microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n, sometiendo la muestra a bombardeo con electrones, lo que produce fotones en la zona visible del espectro. Los resultados revelan los efectos de confinamiento cu\u00e1ntico en nanotubos WS<sub>2<\/sub> monocapa en comparaci\u00f3n con nanotubos multicapa, mediante la observaci\u00f3n de un <strong>\u201ccorrimiento hacia el azul\u201d de 110 meV del pico principal del espectro de emisi\u00f3n<\/strong>. Simult\u00e1neamente se produce un efecto opuesto de \u201ccorrimiento hacia el rojo\u201d del gap electr\u00f3nico debido a la curvatura de los nanotubos en comparaci\u00f3n con l\u00e1minas planas del material. C\u00e1lculos te\u00f3ricos han confirmado ambos desplazamientos hacia el azul y el rojo en las propiedades de emisi\u00f3n de nanotubos WS<sub>2<\/sub> de distintos tama\u00f1os y quiralidades. La capacidad para seleccionar a la carta la estructura electr\u00f3nica por su relaci\u00f3n con la morfolog\u00eda y n\u00famero de capas abre la puerta al dise\u00f1o de dispositivos catal\u00edticos, transistores de efecto campo, sensores y, en definitiva, una pl\u00e9tora de nuevas tecnolog\u00edas y aplicaciones.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2021\/01\/Figura.png\"><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-134654\" title=\"Figura\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2021\/01\/Figura.png\" alt=\"\" width=\"500\" height=\"313\" srcset=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2021\/01\/Figura.png 500w, https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/files\/2021\/01\/Figura-300x187.png 300w\" sizes=\"(max-width: 500px) 100vw, 500px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><em style=\"text-align: center;\"><strong>Figura 1.<\/strong> Esquema del proceso de catodoluminiscencia en nanotubos de WS<sub>2<\/sub>, donde se observa un \u201ccorrimiento hacia el azul\u201d desde nanotubos multicapa a medida que disminuye el n\u00famero de capas hasta el l\u00edmite de los nanotubos monocapa.<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Contacto<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Jos\u00e9 Ignacio Mart\u00ednez, Investigador del grupo ESISNA del programa FotoArt-CM.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Coordina FotoArt-CM: V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea, Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Autor:\u00a0Jos\u00e9 Ignacio Mart\u00ednez, Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) Avances en el campo de la Nanotecnolog\u00eda han permitido alcanzar un control sin precedentes en la reducci\u00f3n de la dimensionalidad de materiales de inter\u00e9s tecnol\u00f3gico e industrial, lo que ha llevado al descubrimiento de propiedades emergentes s\u00f3lo accesibles en la nanoescala. Un ejemplo paradigm\u00e1tico lo constituyen materiales laminares como MoS2 y WS2, que experimentan una transici\u00f3n desde un gap electr\u00f3nico indirecto a un gap directo en el l\u00edmite de una \u00fanica capa. 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