Los puntos cuánticos (QD, del inglés quantum dot) coloidales son cristales semiconductores nanométricos que pueden ser sintetizados mediante reacciones químicas de bajo costo. Los QDs poseen propiedades ópticas y electrónicas atractivas para dispositivos basados en películas delgadas, que pueden ser ajustadas variando el tamaño, la forma, la química de superficie y la composición química de los QDs. El ensamblado de nanocristales-QD posee potencial para dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, tales como los transistores, diodos emisores de luz, celdas solares, fotodetectores, termoeléctricos y celdas de memoria de cambio de fase.
Sin embargo, a pesar del éxito comercial de los nanocristales-QD como absorbentes y emisores ópticos, las aplicaciones que involucran el transporte de carga en sólidos de nanocristales-QD (sólido conformado por el arreglo o ensamble ordenado de QDs) se han visto eludidas debido a la imposibilidad de controlar de manera predictiva sus propiedades electrónicas.
Un grupo de investigación de Zürich, Suiza, ha desarrollado una plataforma teórica, respaldada con evidencia experimental, que promueve la comprensión de la naturaleza del transporte de carga en sólidos de nanocristales-QD. Mediante el uso de cálculos ab initio, empleando la teoría del funcional de la densidad a gran escala, los autores presentan cálculos y simulaciones que permiten entender la generación, transporte y trampas de los portadores de carga en tales sistemas de QDs.
Este trabajo aporta modelos predictivos que permiten diseñar sólidos semiconductores de nanocristales con propiedades únicas no alcanzables en bulto; asimismo, brinda los fundamentos y el camino para la ingeniería sistemática de estos semiconductores con oportunidades inexploradas de sintonización que no se pueden lograr en otros sistemas de semiconductores.
Los resultados fueron publicados en Nature Communications.
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