Escoltar

Inversió de corrent en nanocables tubulars

Un equip internacional d'investigadors, entre els quals es troba un membre de l’IFISC (CSIC-UIB), prediu un corrent elèctric en nanocables contrari al sentit esperat

L'efecte termoelèctric sorgeix quan els extrems d'un material conductor es troben a una temperatura diferent, i aquesta diferència d'energia es transforma en corrent elèctric. Normalment, aquest flux de càrrega va del costat més calent al més fred. Aquest efecte pot ser aprofitat en diferents aplicacions, com per exemple la construcció de dispositius que determinen la temperatura amb gran precisió, anomenats termoparells. No obstant això, quan la grandària del sistema es redueix a escala nanomètrica, apareixen característiques especials.

Un equip internacional d'investigadors entre els quals es troba un membre de l’IFISC (UIB-CSIC) ha demostrat mitjançant simulacions numèriques que en el cas de cilindres conductors de radi nanomètric (nanocables) el corrent elèctric generat pot viatjar de l'extrem fred al calent, la qual cosa pot semblar que va contra la intuïció. Aquest sorprenent fenomen ha estat observat en dos tipus de nanocables, els denominats aïllants topològics i els nucli/escorça. En tots dos casos, es vol tenir un material conductor tubular amb propietats aïllants al centre, de manera que els electrons quedin confinats a l'escorça del nanocable.

Per obtenir una inversió en el corrent esperat, el sistema s'ha de trobar sota la influència d'un camp magnètic perpendicular a l'eix del nanocable. La intensitat d’aquest juntament amb la diferència de temperatura entre els extrems del sistema permet regular el signe del corrent. Aquest corrent anòmal pot observar-se fins i tot amb nanocables amb un cert nivell d'impureses, si bé la magnitud del corrent anòmal es va reduint a mesura que la mostra redueix la puresa.

El fenomen del corrent invers ja havia estat predit i comprovat experimentalment en el cas de punts quàntics; no obstant això, per al cas dels nanocables l'estudi estima un major corrent invers. Aquest major corrent, sumat a una major dimensionalitat dels nanocables en comparació dels punts quàntics, facilitarà les seves futures aplicacions tecnològiques.

Referència bibliogràfica

Sigurdur I. Erlingsson, Andrei Manolescu, George Alexandru Nemnes, Jens H. Bardarson, & David Sanchez. «Reversal of Thermoelectric Current in Tubular Nanowires». Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.036804

Data de publicació: 06/09/2017