El color en los nanomateriales: semiconductores

Los semiconductores. Materiales de gran interés tecnológico
• El silicio es el material semiconductor de más amplio uso tecnológico.
• El silicio tiene aplicaciones en microelectrónica y en células solares
fotovoltaicas.
• Otros materiales semiconductores son las combinaciones de elementos de
los grupos II y III con los de los grupos VI y V respectivamente (AsGa, PIn,
AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Aplicaciones en transistores, láseres, …
Panel solar fotovoltaico
Podemos controlar el color de los semiconductores. Puntos cuánticos
• La Greenockita es el mineral más común del
Sufuro de Cadmio (CdS). Es muy raro que
forme cristales grandes. Se presenta en forma
de mancha pulverulenta de color amarillo sobre
otros minerales.
Greenockita. Mineral de Sulfuro
de Cadmio
• Los semiconductores II-VI como el Sulfuro de Cadmio
(CdS) ó Seleniuro de Cadmio (CdSe) presentan colores
variables tanto en absorción como en emisión de luz.
•Este comportamiento es debido a la variación en el ancho
de la banda prohibida del semiconductor con el tamaño de
la partícula.
Nanoparticulas de Sulfuro de
Cadmio de diferentes tamaños
Los estados de pozo cuántico y el color
• Cuando electrones se confinan en una
región pequeña del espacio la energía
que pueden tener únicamente toma unos
valores discretos: estados de pozo
cuántico
• La energía de dichos estados depende
del tamaño de la región confinada.
• Cuando los estados de pozo cuántico
adquieren valores por encima de un valor
llamado Energía de Fermi, entonces
aparecen curiosos efectos relacionados
con el tamaño. Por ejemplo el cambio de
color.
Corral cuántico
Estados de confinamiento
Al disminuir el tamaño en un
semiconductor aumenta el ancho de la
banda prohibida
.
• Variaciones en el color tanto en absorción como en
emisión
Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla. A.Fernández, M.A.Muñoz-Márquez
Ancho banda prohibida
Variación del ancho de la banda prohibida en un semiconductor
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