Científicos observan en vivo por primera vez la formación de nanofilos de telurio en líquido

Investigadores del National Graphene Institute de la Universidad de Manchester y de la Universidad Sun Yat-sen de China han logrado un gran avance científico. Han conseguido registrar por primera vez en tiempo real el proceso de formación y crecimiento de nanoestructuras de telurio semiconductor en medio líquido. Este descubrimiento permite un control más preciso de materiales fundamentales en la electrónica y la energética modernas. Así lo informa Ixbt.com en su noticia.

El telurio es un semiconductor extremadamente importante ampliamente utilizado en electrónica, dispositivos termoeléctricos y optoelectrónica. Las propiedades de este material dependen directamente de su forma y tamaño, por lo que controlar su proceso de crecimiento ha sido siempre una tarea prioritaria para los científicos. Según Ixbt.com, los investigadores utilizaron la microscopía electrónica de fase líquida para observar las etapas iniciales de la formación del telurio.

Competencia y dinámica de crecimiento entre nanoestructuras

Las observaciones mostraron que el proceso comienza con la aparición de partículas «núcleos» de forma esférica. Posteriormente, de estos núcleos crecen nanofilos alargados. Lo interesante es que, durante el crecimiento, varias estructuras compiten entre sí por los recursos de materia prima disponibles. Como resultado, la velocidad de crecimiento y la ramificación de algunos hilos varían significativamente.

Según los resultados de las mediciones, la velocidad de crecimiento de los nanofilos de telurio varía de 1 a 15 nanómetros por segundo. Este indicador depende de las condiciones de irradiación y de la densidad de las estructuras vecinas. Los científicos han logrado vincular cuantitativamente por primera vez la dinámica de crecimiento local con la competencia real de las nanoestructuras en el líquido.

El efecto revolucionario del aditivo de bismuto

Otra parte importante de la investigación se relaciona con el estudio del efecto de las nanopartículas de bismuto. Se ha descubierto que la adición de bismuto altera drásticamente el mecanismo de formación del telurio. Aumenta el número de centros de nucleación, lo que conduce a la formación de estructuras ramificadas complejas con apariencia de «helecho».

Experimentos adicionales confirmaron que el bismuto reduce el potencial necesario para la precipitación del telurio y aumenta el volumen total de material producido bajo las mismas condiciones. Según la profesora Sarah Haigh, este es el primer caso que permite observar directamente cómo aparecen y se desarrollan los nanofilos de telurio en medio líquido.

Se espera que esta novedad revolucione las siguientes direcciones en el futuro :

• Creación de generadores termoeléctricos de alta eficiencia ;
• Aumento de la sensibilidad de los sensores semiconductores ;
• Mayor miniaturización de los dispositivos electrónicos ;
• Mejora de la productividad de los sistemas de recuperación de energía.

Los autores destacan que la combinación de la microscopía electrónica en líquido y aditivos controlados permite no solo describir los nanomateriales, sino también ajustar deliberadamente sus mecanismos de crecimiento. Esto acelerará el desarrollo de una nueva generación de dispositivos con parámetros ultraprecisos.