Valencià:
La nanotecnologia, l'òptica o la fotovoltaica són solament alguns dels camps que es poden beneficiar dels avanços en el coneixement dels sistemes de nanofils semiconductors. Investigadors de la Universitat Jaume I (UJI) de Castelló, del Consiglio Nazionale delle Ricerche d'Itàlia i del Walter Schottky Institut d'Alemanya han aconseguit per primera vegada demostrar l'acumulació de gasos d'electrons d'alta mobilitat en nanofils multicapa a partir de la tècnica denominada «dopatge remot».


	Aquesta tècnica, que actualment s'utilitza de forma estàndard en indústria, ha permès des de fa més de 35 anys obtenir dispositius d'alta mobilitat electrònica basats típicament en estructures multicapa planes. La recerca publicada en la revista Nano Letters recull per primera vegada l'obtenció d'aquests electrons d'alta mobilitat en una morfologia totalment nova com són els nanofils d'arsenur de gal·li, un tub amb forma hexagonal a escala nanomètrica que creix sobre una superfície de silici i que es recobreix radialment amb altres materials semiconductors. La peculiar estructura multicapa permet crear espais en els nanofils on els electrons es mouen lliures d'impureses a gran velocitat. En aquest sentit, Miquel Royo, investigador del grup de Química Quàntica de l'UJI, destaca que s'ha aconseguit «la mobilitat electrònica més alta que s'ha publicat fins avui en nanofils semiconductors».


	L'estudi ha demostrat que les mesures experimentals realitzades pels investigadors alemanys sobre nanofils amb dopatge concorden amb les simulacions computacionals realitzades per l'investigador de l’UJI en les quals s'assumeix l'existència d'un gas d'electrons d'alta mobilitat en el nanofil. Les simulacions teòriques del sistema han permès també concloure que «el gas d'electrons resultant posseeix una dimensionalitat mixta. Els electrons tendeixen a situar-se en les interfases existents entre les diferents capes del nanofil, la qual cosa els confereix un caràcter bidimensional. No obstant això, a causa de la peculiar forma hexagonal dels nanofils i a la repulsió entre els electrons, s'ha observat que aquests s'acumulen predominantment en els vèrtexs de l’heteroestructura, formant canals unidimensionals.

Sense necessitat de dopants


	La revista Nano Letters ha publicat recentment un nou estudi desenvolupat pel mateix investigador del grup de Química Quàntica de l’UJI en col·laboració amb investigadors del Laboratoire National des Champs Mannétiques Intenses de Tolosa de Llenguadoc (França) en el qual s'ha aconseguit generar de nou gasos electrònics en nanofils multicapa, però en aquesta ocasió sense requerir la introducció d'elements dopants de forma intencionada. En l'estudi es demostra que una fina capa d'arsenur de gal·li crescuda en el nanofil entre dues capes d'arsenur d'alumini actua com un parany per als àtoms de carboni que es troben presents en tota càmera de creixement. «El carboni acumulat en el nanofil actua al seu torn com un dopant, que no ha estat intencionalment incorporat, i genera l'aparició, en aquest cas, d'un gas de buits d'electrons», explica Royo, ressaltant que «s'aconsegueix així una tècnica alternativa per a l'obtenció de gasos electrònics en aquests sistemes tan complexos». La comprovació de la presència del gas de buits d'electrons en els nanofils es va dur a terme confrontat mesures experimentals de fotoluminiscència amb simulacions computacionals d’aquestes realitzades per l'investigador de l’UJI.


	Els resultats presentats en ambdues publicacions constitueixen importants avanços tecnològics, especialment en el camp de la nanoelectrònica, «en el qual resulta especialment útil disposar de nanodispositius en què la mobilitat dels electrons siga tan alta, principalment per a aplicacions d'alta freqüència, com ara telèfons mòbils, on es requereix que hi haja una baixa dissipació d'energia», assenyala l'investigador de la Jaume I. A més, afegeix que «una vegada que siguem capaces de fer créixer de manera reproduïble aquest nou tipus de nanoestructures semiconductores, aquestes representaran un escenari ideal on es poden estudiar les propietats fonamentals de gasos electrònics d'alta mobilitat en noves morfologies de dimensionalitat mixta».


	Referències bibliogràfiques:


	Stefan Funk, Miguel Royo, Ilaria Zardo, Daniel Rudolph, Stefanie Morkötter, Benedikt Mayer, Jonathan Becker, Alexander Bechtold , Sonja Matich, Markus Döblinger , Max Bichler, Gregor Koblmüller, Jonathan J. Finley, Andrea Bertoni, Guido Goldoni, and Gerhard Abstreiter “High Mobility One- and Two-Dimensional Electron Systems in Nanowire-Based Quantum Heterostructures” Nano Letters, 2013, 13 (12), pp 6189–6196


	J. Jadczak, P. Plochocka, A. Mitioglu, I. Breslavetz, M. Royo, A. Bertoni , G. Goldoni, T. Smolenski, P. Kossacki, A. Kretinin, Hadas Shtrikman and D. K. Maude “Unintentional High-Density p-Type Modulation Doping of a GaAs/AlAs Core–Multishell Nanowire” Nano Letters, 2014, 14 (5), pp 2807–2814


	Altres notícies d'investigació:

La investigació de l’UJI, sisena amb més impacte en l’àmbit nacional

Español:
La nanotecnología, la óptica o la fotovoltaica son solo algunos de los campos que se pueden beneficiar de los avances en el conocimiento de los sistemas de nanohilos semiconductores. Investigadores de la Universitat Jaume I (UJI) de Castellón, del Consiglio Nazionale delle Ricerche de Italia y del Walter Schottky Institut de Alemania han conseguido por primera vez demostrar la acumulación de gases de electrones de alta movilidad en nanohilos multicapa a partir de la técnica denominada «dopaje remoto». 


	Esta técnica, que actualmente se utiliza de forma estándar en industria, ha permitido desde hace más de 35 años obtener dispositivos de alta movilidad electrónica basados típicamente en estructuras multicapa planas. La investigación publicada en la revista Nano Letters recoge por primera vez la obtención de estos electrones de alta movilidad en una morfología totalmente nueva como son los nanohilos de arseniuro de galio, un tubo con forma hexagonal a escala nanométrica que crece sobre una superficie de silicio y que se recubre radialmente con otros materiales semiconductores. La peculiar estructura multicapa permite crear espacios en los nanohilos donde los electrones se mueven libres de impurezas a gran velocidad. En este sentido, Miquel Royo, investigador del grupo de Química Cuántica de la UJI, destaca que se ha conseguido «la movilidad electrónica más alta que se ha publicado hasta la fecha en nanohilos semiconductores».


	El estudio ha demostrado que las medidas experimentales realizadas por los investigadores alemanes sobre nanohilos con dopaje concuerdan con las simulaciones computacionales realizadas por el investigador de la UJI en las que se asume la existencia de un gas de electrones de alta movilidad en el nanohilo. Las simulaciones teóricas del sistema han permitido también  concluir que «el gas de electrones resultante posee una dimensionalidad mixta. Los electrones tienden a situarse en las interfases existentes entre las distintas capas del nanohilo, lo que les confiere un carácter bidimensional. Sin embargo, debido a la peculiar forma hexagonal de los nanohilos y a la repulsión entre los electrones, se ha observado que estos se acumulan predominantemente en los vértices de la heteroestructura, formando canales unidimensionales.

Sin necesidad de dopantes


	La revista Nano Letters ha publicado recientemente un nuevo estudio desarrollado por el mismo investigador del grupo de Química Cuántica de la UJI en colaboración con investigadores del Laboratoire National des Champs Mannétiques Intenses de Toulouse (Francia) en el que se ha conseguido generar de nuevo gases electrónicos en nanohilos multicapa, pero en esta ocasión sin requerir la introducción de elementos dopantes de forma intencionada. En el estudio se demuestra que una fina capa de arseniuro de galio crecida en el nanohilo entre dos capas de arseniuro de aluminio actúa como una trampa para los átomos de carbono que se encuentran presentes en toda cámara de crecimiento. «El carbono acumulado en el nanohilo actúa a su vez como un dopante, que no ha sido intencionalmente incorporado, y genera la aparición, en este caso, de un gas de huecos de electrones», explica Royo, resaltando que «se consigue así una técnica alternativa para la obtención de gases electrónicos en estos sistemas tan complejos». La comprobación de la presencia del gas de huecos de electrones en los nanohilos se llevó a cabo confrontado medidas  experimentales de fotoluminiscencia con simulaciones computacionales de las mismas realizadas por el investigador de la UJI.


	Los resultados presentados en ambas publicaciones suponen importantes avances tecnológicos, especialmente en el campo de la nanoelectrónica, «en el que resulta especialmente útil disponer de nanodispositivos en los que la movilidad de los electrones sea tan alta, principalmente para aplicaciones de alta frecuencia, como teléfonos móviles, donde se requiere que haya una baja disipación de energía», señala el investigador de la Jaume I. Además, añade, «una vez que seamos capaces de hacer crecer de manera reproducible este nuevo tipo de nanoestructuras semiconductoras, estas representarán un escenario ideal donde estudiar las propiedades fundamentales de gases electrónicos de alta movilidad en nuevas morfologías de dimensionalidad mixta».


	Referencias bibliográficas:


	Stefan Funk, Miguel Royo, Ilaria Zardo, Daniel Rudolph, Stefanie Morkötter, Benedikt Mayer, Jonathan Becker, Alexander Bechtold , Sonja Matich, Markus Döblinger , Max Bichler, Gregor Koblmüller, Jonathan J. Finley, Andrea Bertoni, Guido Goldoni, and Gerhard Abstreiter “High Mobility One- and Two-Dimensional Electron Systems in Nanowire-Based Quantum Heterostructures” Nano Letters, 2013, 13 (12), pp 6189–6196


	J. Jadczak, P. Plochocka, A. Mitioglu, I. Breslavetz, M. Royo, A. Bertoni , G. Goldoni, T. Smolenski, P. Kossacki, A. Kretinin, Hadas Shtrikman and D. K. Maude “Unintentional High-Density p-Type Modulation Doping of a GaAs/AlAs Core–Multishell Nanowire” Nano Letters, 2014, 14 (5), pp 2807–2814


	Otras noticias de invetigación:

La investigación de la UJI, sexta con más impacto a nivel nacional