Las aleaciones de nitruros del grupo III, galio (GaN), aluminio (AlN) e indio (InN), son materiales de muy alto interés tecnológico para la fabricación de dispositivos opto-electrónicos como lo son, lámparas para iluminación, los diodos emisores de luz (LEDs), diodos láser (LDs), transistores de potencia, celdas solares, etc. La aleación Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N resulta en un semiconductor con una capacidad para emitir luz en todo el espectro electromagnético del rango visible. Desafortunadamente estos nitruros semiconductores no existen en forma natural y su síntesis en grandes volúmenes no se ha podido lograr para la fabricación de sustratos. Por lo que estos semiconductores solo se han podido sintetizar creciéndolos en forma de recubrimientos (películas) delgados sobre sustratos de otros materiales. Como resultado del hetero-crecimiento, la película semiconductora crece con muchos defectos cristalinos, lo cual va en detrimento de sus propiedades ópticas y electrónicas, propiedades muy importantes para el diseño de dispositivos opto-electrónicos. Muchos métodos de ingeniería de crecimiento se han desarrollado con el propósito de reducir los defectos cristalinos en las películas de nitruros semiconductores, dando como fruto la comercialización de los LEDs y LDs con emisiones en el azul y verde. Sin embargo muy poco se ha concretado sobre nuevos dispositivos opto-electrónicos a base GaN, utilizando nuevas formas de crecimiento como son los materiales nanoestructurados en forma de varillas. Recientemente se ha reportado en la literatura que una gran gama de materiales se pueden sintetizar a escala manométrica, tales como estructuras columnares (nano-varillas) y puntas de pirámide utilizando métodos como crecimiento catalítico, técnicas de litografía y procesos de auto-ensamblaje. Entre estos, el reciente desarrollo de la técnica de auto-ensamblaje de nano-varillas de oxido de cinc y nano-tubos de carbono, abre una oportunidad sin precedentes para la fabricación de nano-varillas de GaN, formadas sobre sustratos de silicio y zafiro, con una extremadamente alta calidad cristalina y una relativa facilidad en el control de tamaño de la nano-estructura. Este proyecto de investigación perseguirá la fabricación y estudio de nano-varillas de materiales semiconductores, utilizados en el área de los materiales luminiscentes.

La presente propuesta, se persigue la síntesis de nano-varillas de GaN mediante la técnica de auto-ensamblaje asistida con nano-partículas metálicas, por ejemplo oro (Au) y platino (Pt). Las nano-varillas de GaN se crecerán sobre sustratos de silicio, zafiro y cuarzo. A lo largo de la varilla se variará la conductividad (tipo-n o tipo-p) del GaN, así como su composición para fabricar uniones p-n o insertar barreras cuánticas. Y aunque pudiera considerarse un reto muy ambicioso, se intentará fabricar nano-varillas (alta calidad cristalina) para emitir luz o para la elaboración de celdas solares a base de nano-estructuras semiconductoras.