¿QUE SON LOS SEMICONDUCTORES?

semiconductor
El término semiconductores puede mal interpretarse con facilidad. No son conductores a medias como el nombre lo sugiere.
Un semiconductor puede tener las características de un conductor o de un aislador, dependiendo de su temperatura y la FEM aplicada. El silicio puro, un material gris de apariencia metálica, es un semiconductor. A la temperatura normal no tiene electrones libres. Todos sus electrones están unidos a sus respectivos átomos.
El silicio puro a la temperatura normal es un aislador. Si su temperatura se eleva hasta cierto valor crítico, se vuelve conductor. Cuando el cristal de silicio alcanza una temperatura crítica, los electrones periféricos son desprendidos de sus átomos por la energía calorífica y flotan en los espacios de cristal. Tan pronto como la temperatura alcanza este nivel, el silicio será conductor. En el instante en que la temperatura está por debajo del nivel crítico, los electrones libres volverán a sus átomos. El silicio tendrá nuevamente su cualidad aislante.
También es posible lograr que el silicio sea conductor a la temperatura normal, si se le aplica un voltaje. Si el silicio puro se conecta a una fuente de alto voltaje, las fuertes líneas de FEM que actúan entre las terminales negativa y positiva de la fuente desprenderán electrones periféricos fuera de los átomos de silicio. El silicio será conductor cuando el alto voltaje actúe sobre él. Cuando el alto voltaje cesa, los electrones libres volverán a los átomos. El silicio volverá a comportarse como aislador. Existen sólo tres elementos que pueden clasificarse como semiconductores reales: carbono, germanio, silicio.

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FIBRAS DE CRISTAL FOTONICO PARA FILTRAR LUZ

Las fibras de vidrio se utilizan generalmente para transportar la luz a través de distancias largas – por ejemplo, la transmisión rápida de datos a través de Internet. Fibras de cristal fotónico (PCF) son una nueva variante de dichas fibras ópticas, que actualmente se usa principalmente en la investigación básica. Su sección transversal es una reminiscencia de un panal de pequeños tubos huecos que rodean el núcleo de ejecución a lo largo de la fibra circular. Se aseguran de que la única luz viaja en el núcleo donde se transporta con baja pérdida.
El comportamiento de transmisión de fibras de cristal fotónico cambia de manera significativa si se tuercen alrededor de su eje longitudinal – la transmisión de ciertas longitudes de onda se convierte en mucho más pobre. La fibra óptica se convierte en espiral y funciona como un filtro. El comportamiento se puede controlar muy fácilmente a través de la variante: con un toque más fuerte, las caídas en cambios de la transmisión hacia longitudes de onda mayores.
El equipo de investigadores que trabajan en Erlangen liderada por Philip Russell ha estudiado este efecto en detalle. Se aseguraron un extremo de un PCF y se utiliza un motor para hacer girar el otro con precisión alrededor de su eje durante la exploración de un láser de dióxido de carbono a lo largo de la fibra para calentar y ablandar el vidrio. La luz de una fuente supercontinuum, capaz de emitir luz casi igualmente en un amplio intervalo de longitudes de onda, se puso en marcha a continuación en el núcleo de la fibra retorcida y un analizador de espectro óptico utilizado para medir el espectro de transmisión, es decir, para averiguar qué longitudes de onda están suprimidos particularmente eficaz .
En el experimento, la transmisión en la gama de longitud de onda de 400 a 1000 nanómetros sumergió claramente en cuatro puntos que, como se esperaba, desplazado hacia longitudes de onda mayores cuando el PCF fue más retorcido. Los científicos también encontraron muy buen acuerdo con las simulaciones: “En estudios previos se explica el filtro con una especie de efecto red”, dijo Philip Russell. “Sin embargo, las longitudes de onda de los mínimos de transmisión habría tenido que aumentar con la duración del ciclo de giro. Nuestras medidas y las simulaciones muestran que exactamente lo contrario debe ser el caso.”
Russell explica el efecto del filtro con una analogía del siglo 19: en 1878, el físico Inglés John William Strutt (Lord Rayleigh) notó que el sonido se guió en un recorrido circular alrededor de la cúpula de la catedral de St. Paul en Londres. Esta “galería de los suspiros” efecto también existe en la óptica, por ejemplo cuando la luz rebota alrededor dentro de una microesfera de vidrio muchas veces, formando una resonancia de alta calidad en ciertas longitudes de onda ópticas.
Algo similar sucede con las longitudes de onda que se filtran en las fibras de cristal fotónico trenzados: resonancias orbitales aparecen en el revestimiento en forma de panal, causando poder para drenar lateralmente desde el núcleo en lugar de fluir hacia el frente, de modo que sólo muy poco de que llegue a la otro extremo. “Con una cámara sensible, sería posible ver el lado de las fibras que brillan con los colores que se ven particularmente fuertemente reprimidas”, explica Russell.
El científico anticipa interesantes aplicaciones técnicas para el efecto:. “Lo que es particularmente atractivo de todo es que podemos girar las PCF casi cualquier forma que desee después de que se han hecho Esto significa, por ejemplo, que tenemos una gran flexibilidad en la toma de filtros para longitudes de onda específicas. ” Estos componentes desempeñan un papel importante en muchas áreas: para la transferencia de datos ópticos, así como para sensores, láseres de fibra y amplificadores ópticos. También es posible variar la torsión a lo largo de las fibras, que permite que muchos filtros diferentes que se creará. Y, por último, esto hace que sea posible modificar las respuestas lineales y no lineales de las fibras y así influir en dos parámetros importantes para la generación de un supercontinuum.