nanotecnologia

NANOHILOS DE SILICIO Y SU UTILIDAD COMO CONDUCTORES EFICIENTES.

SANTIAGO RODRÍGUEZ VALDERRAMA

Cód: 2103323

MARCO ANDRÉS MARTÍNEZ PEREZ

Cód: 2103137

Grupo: D2

GILLES GAUTHIER

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERIAS FISIQUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
BUCARAMANGA
2013

INTRODUCCIÓN
Uno de los propósitos de la ciencia de materiales es, exponerla utilidad y la
versatilidad de los nuevos tipos de materiales y su aplicación en la industria, la cual
busca el mayor rendimiento en la aplicabilidad y en la obtención de resultados.
Una de las industrias más prometedoras y con futura aplicación, es la relacionada
con la nanoelectrónica, que empieza a tener un auge importante en la
nanotecnología.
Unos de los materiales de mayor uso en laindustria electrónica son los nanohilos de
silicio, que por sus capacidades (propiedades) eléctricas pueden comportarse
como buenos conductores (semiconductores) de electricidad y en casos remotos
hasta superconductores. Los nanohilos de silicio hacen parte de la rama de
nanoestructuras eficientes generando así, un amplio campo de acción.
El objetivo principal es mostrar la gran utilidad yeficiencia de los nanohilos de silicio
y su aplicación en la industria nanoelectrónica, tomando en cuenta los diferentes
tópicos que los hacen estables y rentables a la hora de ser puestos en el mercado.

NANOHILOS DE SILICIO.
Los nanohilos de silicio fueron estudiados por primera vez en 1957 por Treuting y
Arnold quienes presentaron un método de síntesis para la obtención de whiskers desilicio orientados en la dirección . En aquellos tiempos, whiskers era la palabra
común para designar filamentos ya fueran a escala micrométrica como
nanométrica. El término nanohilos surgió más recientemente al aparecer la
terminología

propia

relacionada

con

la

nanociencia

y

nanotecnología.

Típicamente un nanohilo es un whisker con un diámetro inferior a un centenar denanómetros.
Siete años más tarde de la publicación de Treuting y Arnold, las investigaciones
sobre hilos de silicio empezaron a tener relevancia y fue en el trabajo de Wagner y
Ellis donde se sintetizaron por primera vez los nanohilos utilizando el mecanismo
descrito como VLS (Vapor Liquid Solid)1. A mediados de los 90, aparece una
segunda etapa de gran interés en la investigación de nanohilosde silicio ya que se
descubrió su uso y nuevas propiedades en nanoelectrónica.

DEFINICIÓN.
Los nanohilos de silicio son estructuras cilíndricas finitas con un diámetro típico de
unas decenas de nanómetros. Dicho material posee una buena estabilidad
mecánica y bajo ciertas condiciones, obtiene una elevada movilidad de
electrones comparada con otros materiales tradicionales de silicio; poresta razón
los nanohilos han sido objeto de diferentes estudios teóricos para optimizar sus
propiedades y aumentar su productividad en la industria electrónica.
Es tratado como uno de los nuevos materiales nanotecnológicos y ha sido
ampliamente estudiado por sus posibilidades de su uso en baterías, celdas
fotovoltaicas, dispositivos electrónicos y termoeléctricos

VLS: Mecanismo decrecimiento de monocristales, el cual utiliza un catalizador en la fase
liquida que facilita la absorción de vapor y el posterior crecimiento de cristales en fase
sólida.
1

Figura 1. Estructura atómica de los nanohilos de silicio.
Los nanohilos de silicio poseen una estructura FCC con átomos de Si ubicados en
los sitios intersticiales tetraédricos, cuando se forman estructuras cristalinas, secrean
enlaces covalentes en los cuales se comparten 4 electrones y cada átomo de silicio
se une a cuatro átomos de silicio adyacentes.
Además de tener la propiedad de ser semiconductores, a los nanohilos de silicio se
les puede agregar un metal de transición con el objetivo de cambiar (mejorar) sus
propiedades eléctricas, lo que se denomina dopaje2. Cuando la estructura
atómica es de tipo...