fisica de semiconductores trabajo1
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2015
ESTEBAN REYES MANCIPE
EDWAR ALBERTO RODRIGUEZ ARIAS
ANGELICA PEREZ
DAVID FELIPE RUIZ
GLADYS JOHANA BAUTISTA
Universidad Nacional Abierta y a Distancia-
UNAD
26/03/2015
Trabajo Colaborativo 1 Fsica de Semiconductores
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LA SUPERCONDUCTIVIDAD
La superconductividad es descubierta en 1911, se inicia con el mercurio, pero ms
adelante se descubre que la propiedad no es exclusiva del mercurio; ocurre en una gran
variedad de materiales, incluyendo el estao, el aluminio y no ocurre en materiales como
el oro y la plata.
Los materiales superconductores poseen las mismas caractersticas de los conductores
pero eliminan lo malo como la resistividad para conseguir avances en la informtica la
eliminacin del calor que permite integrar mayor cantidad de transistores para aumentar
rendimiento y operatividad.
La teora sealaba que los electrones que se encuentran en la capa de valencia, estn
dbilmente unidos al ncleo, por ello cuando los tomos de metal se unen, los electrones
se liberan del tomo, generando la corriente elctrica.
Llamamos entonces resistencia elctrica, a la propiedad que tienen los materiales de
oponerse al paso de la corriente elctrica. Vemos
R=p.l/A
P Resistividad
L Longitud del conductor
A rea del conductor
Segn el sistema internacional de Medidas, la unidad de resistencia elctrica es el ohm.
La resistividad depende de la temperatura, llamando temperatura critica cuando la
resistividad cae a la mitad de su valor normal. Bsicamente los electrones modifican sus
orbitas, compensando el campo magntico externo, as internamente es nulo. Esto tiene
que ver con que un superconductor, para que tenga resistencia elctrica nula, requiere que
el campo magntico en el interior sea cero. Se distinguen dos tipo de superconductores;
tipo I, perfecto; no permite la penetracin de un campo magntico. Tipo II, permite la
penetracin del campo magntico a travs vrtices de Abrikosov o fluxones. Fsicos
demostraron que en realidad los dos tipos son dos fases del mismo fenmeno,
dependiendo de la magnitud del campo magntico externo y de la temperatura.
El efecto elctrico de la superconductividad es la aparicin de supercorrientes, que no
disipan energa en forma de calor al caer en cero la resistencia. Como el nmero de cargas
es finito, existe una corriente en los semiconductores que hace que comience a dispersarse
la energa. La teora clsica no puede explicar el fenmeno de la superconductividad por
lo que se adoptan dos teoras; la teora BCS y la teora Ginzburg-landau.
Encontramos aplicaciones de la superconductividad en la fsica moderna en imgenes por
resonancia magntica, construccin de aceleradores de partculas; en la produccin de
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seales de radiofrecuencia y microondas. Mostrando que la conductividad abarca gran
campo de accin en la actualidad y que an hay mucho por descubrir.
La mayora de las aplicaciones estn en el campo de la medicina y a tecnologa, los
dispositivos desarrollados ahora han dado campo al desarrollo de los superconductores,
con los potentes electroimanes se emplean como colais los cuales pueden entregar valioso
datos sobre la naturaleza de las partculas, tambin la construccin de botellas magnticas
capaces de contener reaccin de fusin y as generar energa, sin embargo las reacciones
son muy inestables para contenerla.
En la medicina se utiliza para la generacin de mquinas de imagen por ejemplo las
utilizadas para resonancias magnticas, las cuales funcionan con un imn elctrico
superconductor.
En el futuro ser empleada para los medios de transportes, en la actualidad se utilizan
para trenes que flotan sobre rieles magnticos todo esto gracias a la superconductividad
y a una ley muy sencilla como la repulsin de polos, actualmente hay trenes maglev en
Japn y Alemania con velocidades superiores a los 200km/h.
LA ENERGIA & EL MEDIO AMBIENTE
La energa y el medio ambiente son indispensables para el desarrollo sostenible. La
demanda de los recursos ambientales, en especial el agua, alimentos y combustibles, se
ha incrementado a medida que la poblacin tambin lo haca. Pero, las principales fuentes
de energa empleadas por el hombre han tomado otro camino a travs del tiempo, a cada
momento incrementando y generando ms problemas ambientales que afectan el diario
vivir del hombre y de sus familia. No es de extraar y de recordar que anteriormente las
nicas fuentes de energa eran tan bsicas que la misma tierra no senta dolor alguno por
asi llamarlo. Hoy en da la quema de petrleo, la extraccin del carbn y de gas natural
dominan la economa del mundo. Este cambio tan brusco ha generado el efecto
invernadero y por consiguiente los terribles cambios climticos en las estaciones del
mismo trayendo consigo sismos, terremotos, inundaciones y muerte.
Esta problemtica ha generado buscar otras fuentes de energa mucho ms biolgicas y
naturales, por ejemplo, la energa solar usa la radiacin solar que llega a la Tierra y se
desarrolla mediante el calor, la energa hidrulica aprovecha el potencial acumulado al
caer el agua en las cascadas o nacederos.
LA NANOCIENCIA
La Nanociencia es un rea emergente de la ciencia que se ocupa del estudio de los
materiales de muy pequeas dimensiones. La nanociencia es distinta a las otras ciencias
porque aquellas propiedades que no se pueden ver a escala macroscpica adquieren
importancia, como por ejemplo propiedades de mecnica cuntica y termodinmicas. En
vez de estudiar materiales en su conjunto, los cientficos investigan con tomos y
molculas individuales. Al aprender ms sobre las propiedades de una molcula, es
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posible unirlas de forma muy bien definida para crear nuevos materiales con nuevas e
increbles caractersticas. La nanociencia y la nanotecnologa no son ciencias cerradas,
son distintas ciencias desarrolladas o evolucionadas. La nanotecnologa trabajara con
nano-objetos desde molculas hasta clulas en tamao, la nanociencia es el mtodo de
investigacin a escalas muy nfimas o menores.
Hasta en 1976 se mencion por primera vez el termino de nano tecnologa quien segn
sus teoras deca que con la manipulacin del tomo se podan construir y mejorar muchas
cosas para uso y beneficio dela humanidad
Los nanomateriales son aquellos en los que introducimos nuevas propiedades promedio
de nano sistemas. En la actualidad se utilizan nanomateriales en la mayora de productos
que usamos a diario, manufactura, alimentos, industria etc. Muchas de estas aplicaciones
eran inimaginables hace varios aos, todas estas logradas a partir de la manipulacin del
tomo. El uso de los nanotubos de carbono trasciende al espacio ya que por sus
propiedades contribuyen mucho en su desempeo para estos ambientes.
En un miligramo de materia hay miles de millones de tomos manipulndolos uno a uno
no nos alcanzara el tiempo para hacerlo, pero mediante la tcnica botn up se
revolucionara la manera como conocemos el mundo
LA NANOTECNOLIGA
Se refiere a la meta tecnolgica donde se manipula en forma clara y exacta los tomos y
molculas en la fabricacin de productos a gran escala. La nanotecnologa definida por el
tamao es un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la ciencia tan
diversas como las superficies, qumica, biologa, fisica. Las investigaciones y
aplicaciones asociadas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la fsica de
los dispositivos la nanotecnologa permita obtener materiales con una enorme precisin
en su composicin y propiedades. Estos materiales podran proporcionar estructuras con
una resistencia sin precedentes y ordenadores o computadoras megas compactas, agiles y
poderosas o potentes. La nanotecnologa reestructurar las tecnologas actualmente en
uso para la manufactura, la medicina, la defensa, la produccin de la energa, la gestin
ambiental, el transporte, las comunicaciones, la computacin y la educacin. Las
aplicaciones en nanotecnologa acompaarn tambin cambios en los mbitos social,
econmico, tico y ecolgico.
TABLA BIBLIOGRAFICA
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TEMA BIBLIOGRAFIA O WEB
GRAFIA
FECHA DE
CONSULTA
SUPERCONDUCTIVIDAD
https://www.youtube.com/watch?v=
RmyhdIP5msQ&index=1&list=PL
C67 EF22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
i0SP3N_jNGE&index=2&list=PLC
67 EF22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
I0w1V5zhkxk&index=3&list=PLC
67E F22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
R7R-KZpz-
7k&index=4&list=PLC67EF22EA5
F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
FOQFlPSbLkE&list=PLC67EF22E
A5 F38F94&index=5
https://www.youtube.com/watch?v=
SIbsFX-
3Lqo&list=PLC67EF22EA5F38F94
&index=6
https://www.youtube.com/watch?v=
g1gIdv6QV_I&list=PLC67EF22EA
5F 38F94&index=7
https://www.youtube.com/watch?v=
jJ11DsWRilw&list=PLC67EF22EA
5F 38F94&index=8
https://www.youtube.com/watch?v=
QFrMyubiGo&index=9&list=PLC6
7EF22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
kXkvzsjZeSc&list=PLC67EF22EA
5F 38F94&index=10
https://www.youtube.com/watch?v=
tRONk_zQUN4&list=PLC67EF22
EA 5F38F94&index=11
03/03/2015
03/03/2015
03/03/2015
03/03/2015
03/03/2015
17/03/2015
17/03/2015
17/03/2015
17/03/2015
17/03/2015
20/03/2015
20/03/2015
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https://www.youtube.com/watch?v=
Erblhr0Zwz0&index=12&list=PLC
67E F22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
kW0CWnHuGK0&list=PLC67EF2
2E A5F38F94&index=13
https://www.youtube.com/watch?v=
KiPqw_mNzqE&list=PLC67EF22E
A5 F38F94&index=14
https://www.youtube.com/watch?v=
goLdG9WAOto&index=15&list=P
LC6 7EF22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
lfJxyjvqjTc&index=16&list=PLC67
EF 22EA5F38F94
https://www.youtube.com/watch?v=
I1aNiLUwR1U&index=17&list=PL
C67 EF22EA5F38F94
20/03/2015
20/03/2015
20/03/2015
20/03/2015
20/03/2015
Nanociencia y
Nanotecnologa (Medicina)
https://www.youtube.com/watch?v=
xxqHeajtAL8
https://www.youtube.com/watch?v=
vPDqtCkELt0
http://www.nanospain.org/nanospai
n.php?p=h.NASA Draft
Nanotechnology Roadmap.
22/03/2015
22/03/2015
22/03/2015
Energa y medio ambiente https://www.youtube.com/watch?v=
asXiCcx7z9Y
https://www.youtube.com/watch?v=
9Jz5S9lW7xs
23/03/2015
23/03/2015
Nanomateriales o materiales
sper resistentes
https://www.youtube.com/watch?v=
asXiCcx7z9Y
https://www.youtube.com/watch?v=
M_NLN1iq_zQ
24/03/2015
24/03/2015