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Los cambios de fase en un nuevo material “BEAN” (Binary Eutectic-Alloy Nanostructures), el cambio de fase cristalina a amorfa y de nuevo a estados cristalino, se puede inducir en cuestión de nanosegundos mediante luz eléctrica o láser, o una combinación de ambos, según Daryl Chrzan, un físico que trabaja en Berkeley Lab’s Materials Sciences Division y UC Berkeley’s Department of Materials Science and Engineering. «Trabajar con nanopartículas de estaño embebidas en silicio, así es como con nuestros BEAN iniciales, hemos sido capaces de estabilizar ambas fases, amorfa y sólida y poder modular la cinética de conmutación entre las dos simplemente alterando la composición. »

Chrzan es el autor de un documento que informa sobre los resultados de esta investigación que ha sido publicada en journal NanoLetters, titulado «Embedded Binary Eutectic Alloy Nanostructures: A New Class of Phase Change Materials.» Coautores del artículo: Chrzan se Swanee Shin, Julián Guzmán, Yuan Chun-Wei, Liao Christopher, Cosima Boswell Koller, Peter Stone, Oscar Dubón, subgrupos Andrés, Masashi Watanabe, Jeffrey Beeman, Yu Kin, Ager Joel y Eugene Haller .

«Lo que hemos demostrado es que la aleación eutéctica binaria de nanoestructuras, tales como puntos cuánticos y nanocables, pueden servir como materiales de cambio de fase», afirma Chrzan. «La clave para el comportamiento que se observa es la incorporación de nanoestructuras en una matriz de volumen a nanoescala. La presencia de este nanoestructura/matriz de interface hace posible un rápido enfriamiento que estabiliza la fase amorfa, y también nos permite afinar la cinética de la transformación cambio de fase del material.»

Una aleación eutéctica es un material metálico que se funde a la temperatura más baja posible, para su mezcla de componentes. Los compuestos de estaño y germanio son una aleación eutéctica que ha sido considerada por los investigadores como un material prototipo de cambio de fase, ya que puede existir a temperatura ambiente, ya sea en un estado estable cristalino o un estado amorfo metaestable. Chrzan y sus colegas encontraron que cuando los nanocristales de germanio y estaño fueron incorporados dentro del silicio amorfo los nanocristales formaron una nanoestructura bilobulada que era mitad cristalina metálica y la otra mitad semiconductora cristalina.

«El enfriamiento rápido mediante fusión por láser pulsado estabiliza una fase metaestable, amorfa, de  composición mixta a temperatura ambiente, durante el calentamiento moderado seguido de un enfriamiento más lento devuelve los nanocristales a su estado cristalino inicial bilobulados,» según Chrzan.  «El silicio actúa como un tubo de ensayo pequeño y muy limpio que confina las nanoestructuras para que las propiedades de la interfaz de BEAN/Silicio sean capaces de dictar las propiedades únicas del cambio de fase».

Si bien todavía no se han caracterizado directamente las propiedades de transporte electrónico de las estructuras BEAN bilobuladas y amorfas, de los estudios sobre  sistemas relacionados Chrzan y sus colaboradores esperan que el transporte, así como las propiedades ópticas de estas dos estructuras se verán sustancialmente diferentes y que estas diferencias serán ajustables a través de alteraciones de la composición.

«En el estado amorfo de la aleación, esperamos que BEAN visualice, la conductividad metálica normal» dice Chrzan.»En el estado bilobulado, el BEAN puede incluir una o más barreras Schottky que se puede hacer que funcionen como un diodo. ” Para fines de almacenamiento de datos, la conducción metálica podría significar un cero y una barrera Schottky podría significar un uno. »

Chrzan y sus colegas están ahora investigando si los BEAN  pueden sostener repetidos cambios de fase y si el cambio de ida y vuelta entre las estructuras bilobuladas y amorfa se pueden incorporar en una geometría de cable También desean modelar el flujo de energía en el sistema y luego usar este modelo para adaptar los pulsos de luz/corriente corriente para lograr propiedades óptimas del cambio de fase.

Proporcionado por Lawrence Berkeley National Laboratory ( news : web)

Fuente:  PHYSORG.COM

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