Inversión de corriente en nanocables tubulares
4 de Septiembre de 2017
Un equipo internacional de investigadores, entre los que se encuentra un miembro del IFISC (CSIC-UIB), predice una corriente eléctrica en nanocables contraria al sentido esperado.
El efecto termoeléctrico surge cuando los extremos de un material conductor se encuentran a una temperatura diferente, transformándose esta diferencia de energía en corriente eléctrica. Normalmente, este flujo de carga va del lado más caliente al más frío. Este efecto puede ser aprovechado en diferentes aplicaciones, como por ejemplo la construcción de dispositivos que determinan la temperatura con gran precisión llamados termopares. Sin embargo, cuando el tamaño del sistema se reduce a escala nanométrica, aparecen características especiales.
Un equipo internacional de investigadores entre los que se encuentra un miembro del IFISC (UIB-CSIC) ha demostrado mediante simulaciones numéricas que en el caso de cilindros conductores de radio nanométrico (nanocables) la corriente eléctrica generada puede viajar del extremo frío al caliente, lo cual puede parecer ir contra la intuición. Este sorprendente fenómeno ha sido observado en dos tipos de nanocables, los denominados aislantes topológicos y los núcleo/corteza. En ambos casos, se busca tener un material conductor tubular con propiedades aislantes en el centro, de forma que los electrones queden confinados en la corteza del nanocable.
Para obtener una inversión en la corriente esperada, el sistema se debe encontrar bajo la influencia de un campo magnético perpendicular al eje del nanocable. La intensidad de este junto a la diferencia de temperatura entre los extremos del sistema permite regular el signo de la corriente. Esta corriente anómala puede observarse incluso con nanocables con un cierto nivel de impurezas, si bien la magnitud de la corriente anómala se va reduciendo a medida que la muestra reduce su pureza.
El fenómeno de la corriente inversa ya había sido predicho y comprobado experimentalmente en el caso de puntos cuánticos; sin embargo, para el caso de los nanocables el estudio estima una mayor corriente inversa. Esta mayor corriente, sumada a una mayor dimensionalidad de los nanocables en comparación con los puntos cuánticos, facilitará sus futuras aplicaciones tecnológicas.
Sigurdur I. Erlingsson, Andrei Manolescu, George Alexandru Nemnes, Jens H. Bardarson, and David Sanchez. Reversal of Thermoelectric Current in Tubular Nanowires. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.036804
