MXPA03008935A

MXPA03008935A - Metodos de fabricacion de nanoestructuras y nanocables y dispositivos fabricados a partir de ellos.

Info

Publication number: MXPA03008935A
Application number: MXPA03008935A
Authority: MX
Inventors: Majumdar Arun
Original assignee: Univ California
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2004-06-30
Also published as: US20080092938A1; EP2273552A3; US6996147B2; US20100003516A1; JP2009269170A; CN1306619C; TW554388B; CA2442985C; JP2011093090A; EP1374309A1; US20070164270A1; EP2273552A2; US20050161662A1; JP2010167560A; KR20040000418A; US7569941B2; CA2442985A1; AU2002307008B2; KR20090127194A; KR101008294B1

Abstract

Se describen nanoestructuras unidimensionales que tienen diametros uniformes de menos de aproximadamente 200 nm. Estas nanoestructuras inventivas, a las cuales se refiere como "nanocables" incluyen homoestructuras cristalinas sencillas, asi como heteroestructuras de al menos dos materiales cristalinos sencillos que tienen diferentes composiciones quimicas. Debido a que los materiales cristalinos sencillos se usan para formar la heteroestructura, la heteroestructura resultante sera tambien cristalina sencilla. Las heteroestructuras de nanocables se basan generalmente en un cable semiconductor en donde, el impurificado y composicion se controlan en las direcciones radial o longitudinal, o en ambas direcciones, para producir un cable que comprenda diferentes materiales. Los ejemplos de las heteroestructuras resultantes de nanocables incluyen un nanocable de heteroestructura longitudinal (LOHN) y un nanocable de heteroestructura coaxial (COHN).

Description

WO 02/080280 Al ! llil IQIISi II IlfKi Illllfll! ! (1 {IÍII1IE tl!d IK!Ifill! ????? llil lililí! Ull l!I! «1 For rwo-letler codes and other abbreviations, refer to ¡he "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations " appearing at the begin-ning of each regular issue of the PCT Gazette. 1 MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE NANOESTRUCTURAS Y NANOCABLES Y DISPOSITIVOS FABRICADOS A PARTIR DE ELLOS Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a nanoestructuras , y más particularmente a una estructura de nanocable substancialmente cristalina, que tiene un diámetro a lo largo del eje del cable que varia por menos de aproximadamente 10% sobre una sección que muestra el cambio máximo en diámetro, y que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm. La estructura de nanocables se puede formar como una homoestructura, como una heteroestructura y como combinaciones de los mismos .

Antecedentes de la Invención La capacidad para convertir eficientemente energía entre diferentes formas (por ejemplo, térmica, eléctrica, mecánica, y óptica) como se ilustra en la figura 1, crea la infraestructura de cualquier economía moderna y es uno de los símbolos más identificados de los avances en la ciencia y la ingeniería. La optoelectrónica por ejemplo, se refiere a la conversión entre formas ópticas y eléctricas, que han dado la base para muchos_ aspectos de la tecnología moderna de información. La conversión entre la energía térmica y la energía eléctrica, es el sello distintivo de la economía de Ref: 150591 2 la energía, en donde aun mejoras marginales en la eficiencia y en los métodos de conversión, pueden tener un impacto enorme en ahorros monetarios, reservas de energía y en el medio ambiente. Similarmente, la conversión de energía electromecánica yace en el corazón de muchas máquinas y sensores modernos, que han encontrado un amplio uso en la tecnología. Dada su importancia, es natural pedir si la ciencia y la ingeniería de la nanoescala pueden jugar algún papel en la conversión de energía. Claramente, en vista de la búsqueda continua para la miniaturización y la eficiencia creciente de dispositivos, los dispositivos de nanoescala pueden jugar un papel en la conversión de energía. De esta manera, hay una necesidad para un espectro amplio de dispositivos de conversión de energía de alto desempeño, con base en nanoestructuras o nanocables inorgánicos unidimensionales. La presente invención satisface esa necesidad, así como otras', y supera las deficiencias inherentes en dispositivos convencionales.

Breve Descripción de la Invención La presente invención se refiere generalmente a nanoestructuras que son substancialmente cristalinas, y más particularmente a nanoestructuras unidimensionales, que tienen un diámetro a lo largo del eje longitudinal que no varía por más de aproximadamente el 10% sobre la sección que 3 muestra el cambio máximo en diámetro y que tiene un diámetro menor de aproximadamente 200 nm en el punto de diámetro máximo. Estas nanoestructuras de la invención, a las que se refieren como "nanocables" , comprenden preferiblemente homoestructuras substancialmente monocristalinas , así como heteroestructuras de al menos un material substancialmente cristalino y algún otro material en donde una interfaz o unión se forme entre ellos . Las heteroestructuras de acuerdo con la presente invención, también pueden incluir combinaciones de homoestructuras y heteroestructuras. En el caso de que se usen materiales substancialmente cristalinos para formar la heteroestructura, la heteroestructura resultante también será substancialmente cristalina. Adicionalmente , los nanocables de conformidad con la invención, puede tener diversas formas de sección transversal, que incluyen, pero no se limitan a circular, cuadrada, rectangular, y hexagonal. Se pueden formar heteroestructuras con cualquier número de segmentos longitudinal y coaxialmente, en donde los segmentos adyacentes son substancialmente cristalinos, o en donde un segmento substancialmente cristalino es adyacente para un material que no es substancialmente cristalino. La mayoría de las heteroestructuras de nanocables de acuerdo con la presente invención se basan generalmente en un cable semiconductor en donde la impurificación y composición se controlan en las direcciones longitudinales o radiales o en ambas direcciones, para producir un cable que comprende diferentes materiales . Los segmentos de las heteroestructuras pueden ser diversos materiales, que incluyen por ejemplo materiales semiconductores que están impurificados o intrínsecos y colocados para formar una diversidad de dispositivos semiconductores con uniones tales como pn, pnp, npn, pin, pip, y así sucesivamente. A manera de ejemplo adicional, de acuerdo con un aspecto de la invención, el nanocable puede comprender diferentes materiales cuando se ve longitudinalmente, tal como sería el caso con segmentos periódicos o alternos de diferentes materiales o nanocables multisegmentados, en donde al menos 2 de los segmentos comprenden diferentes materiales . Se hace referencia a esta configuración como un nanocable de heteroestructura longitudinal (LOH ) . Un ejemplo sería un LOHN en donde los segmentos adyacentes tienen diferentes composiciones químicas tales como Si y SiGe. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el nanocable sería una estructura de tipo coaxial que comprende un núcleo de un primer material rodeado por un envolvente de un segundo material . Se refiere a esta configuración como un nanocable de heteroestructura coaxial (COH ) . Las uniones entre los materiales con una composición substancialmente cristalina que definen las heteroestructuras 5 de los nanocables de acuerdo con la presente invención, muestran típicamente un alto grado de nitidez. Por ejemplo, de acuerdo con la presente invención, la interfaz entre estos materiales se puede hacer lo más nítida como aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm. Sin embargo, ya que las heteroestructuras de conformidad con la presente invención pueden comprender segmentos múltiples ya sea longitudinalmente, coaxialmente o ambos, también es posible formar heteroestructuras en donde algunas uniones muestran un alto grado de nitidez y otras no lo hacen dependiendo de la aplicación en particular que se necesite. Además, no solamente puede la composición de los materiales formar segmentos adyacentes que sean nítidos o graduales, sino al controlar la impurificación de los segmentos formadores de materiales de la heteroestructura, es posible tener una transición de impurificación gradual o nítida entre los segmentos . En ciertas modalidades de la presente invención, las nanoestructuras de esta invención, excluyen expresamente estructuras que comprenden nanotubos y/o estructuras de carbón que comprenden lo que se refiere comúnmente como "whiskers" o "nanowhiskers" . Se apreciará que se pueden lograr diversas configuraciones usando las estructuras inventivas anteriores, algunas de las cuales han sido previamente descritas. A 6 manera de ejemplo adicional y no de limitación, estas configuraciones pueden incluir LOHN de unión sencilla y múltiple, COHN de unión sencilla y múltiple, combinaciones de estructuras LOHN y COHN, configuraciones de 2 terminales, configuraciones de terminal N>2, combinaciones de heteroestructuras y homoestructuras , homoestructuras con uno o más electrodos (que también serían una heteroestructura global) , heteroestructuras con uno o más electrodos, homoestructuras con aisladores, heteroestructuras con aisladores, y similares. También se apreciará que la interfaz entre un nanocable y una terminal constituye una heterounion. Se pueden fabricar una diversidad de dispositivos usando estas estructuras y configuraciones, incluyendo pero no limitado a dispositivos de espacio de banda de fonón, puntos de partículas cuánticas que alojan a los electrones en áreas específicas, dispositivos termoeléctricos (por ejemplo, refrigeradores de estado sólido, máquinas) , dispositivos fotónicos (por ejemplo nanoláseres) , dispositivos nanoelectromecánicos (ME ) (accionadores y sensores eletromecánicos) , dispositivos de conversión de energía de diversas formas incluyendo por ejemplo, energía luminosa a mecánica o energía térmica a luminosa y otros dispositivos. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se ha desarrollado un proceso para la fabricación de nanocables . En particular, este aspecto de la invención incluye un proceso 7 para elaborar una población de heteroestructuras de nanocables con una distribución monodispersa substancialmente de diámetros, si la distribución de los diámetros dentro de la población es menor a o igual a aproximadamente 50% rms, más preferiblemente menor a o igual a 20% rms, y más preferiblemente menor que 10% rms. Un aspecto adicional de la invención comprende un proceso para la formación de poblaciones de nanocables con una distribución substancialmente monodispersa de longitudes. Una población de nanocables se considera que tiene una distribución monodispersa de longitudes en la distribución de longitudes dentro de la población que es menor de o igual a 20% rms, más preferiblemente menor de o igual a 10% rms, más preferiblemente menor de o igual a 5% rms, y más preferiblemente menos de 1%. Un aspecto adicional de la presente invención comprende un diseño para nanocables que permite la fabricación en lotes en grandes cantidades. Otro aspecto de la invención incluye un dispositivo láser que se puede formar de una heteroestructura o de una estructura homogénea. Los objetos y ventajas adicionales de la invención, se presentarán en las siguientes porciones de la descripción en donde la descripción detallada es para el propósito de describir ' completamente modalidades preferidas de la invención sin colocar limitaciones en ella.

Breve descripción de los Dibujos La invención se entenderá más completamente con referencia a los siguientes dibujos que son solamente para propósitos ilustrativos . La FIGURA. 1 es un diagrama que ilustra la conversión entre formas diferentes de energía que se permiten por los nanocables dieléctricos y semiconductores 1-D de acuerdo con la presente invención. La FIGURA. 2 es una vista en perspectiva esquemática de un nanocable de heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención que tiene una funda sobre un núcleo de homoestructura. La FIGURA 3 es una vista en perspectiva esquemática de un nanocable de heteroestructura longitudinal (LO H) de acuerdo con la presente invención que tiene cinco segmentos (por ejemplo superred) . La FIGURA 4 es una vista esquemática en perspectiva de una heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención que tiene una funda segmentada sobre un núcleo de homoestructura. La FIGURA 5 es una vista en perspectiva esquemática de una heteroestructura coaxial (CONH) de acuerdo con la presente invención, que tiene un núcleo segmentado (por ejemplo, LOH ) . La FIGURA 6 es una vista en perspectiva esquemática de una heteroestructura coaxial (COH ) de acuerdo con la presente invención que tiene un núcleo segmentado (por ejemplo, LOHN) y una funda segmentada. La FIGURA 7 es una vista en perspectiva esquemática de una heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención que tiene un núcleo de superred (por ejemplo, LOHN) . La FIGURA 8 es una vista en perspectiva esquemática de una heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención que tiene una funda parcial y un núcleo de homoestructura (por ejemplo LOHN) . La FIGURA 9 es una vista esquemática en perspectiva de una heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención, que tiene una funda parcial sobre un núcleo segmentado (por e emplo, LOHN) . La FIGURA 10 es una vista én perspectiva esquemática de una heterounión pn de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 11 es una vista en perspectiva esquemática de una heterounión pnp, npn, pin, pip, de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 12 es un diagrama de flujo de proceso esquemático que ilustra el crecimiento de tipo vapor liquido sólido (VLS) de un nanocable de Si unidimensional de acuerdo con la presente invención usando nanoagrupamientos de oro como catalizadores y SiH4 como la fuente de vapor. 10 La FIGURA 13 es una vista lateral esquemática del LOHN de tipo pn de acuerdo con la presente invención usando silicio impurificado con boro como el material de tipo p (p-Si (B) ) y silicio impurificado con fósforo como el material de tipo n (n-Si (P) ) . La FIGURA 14 es una vista lateral esquemática de un Si/Ge LOHN de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 15 es un diagrama de banda de conducción de un nanocable de heteroestructura coaxial (COHN) de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 16 es un diagrama de banda de conducción de un nanocable de heteroestructura longitudinal (LOHN) de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 17 es un esquema de un perfil de banda para un punto de partícula cuántica autoensamblado de GaAs, cerrado con GaSb de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 18 es una gráfica que muestra el espectro característico de un microscopio de emisión de electrones balístico (BEEM) para el punto de partícula cuántica autoensamblado de GaSb/GaAs que se forma en un perfil en la FIGURA 17. La FIGURA 19 es un diagrama esquemático de una configuración BEEM para determinar la estructura de banda electrónica local de un Si/Ge LOHN de acuerdo con la presente invención. 1 La FIGURA 20 es una gráfica que muestra la conductividad térmica de un conjunto de nanotubos de carbono multipared como una función de la temperatura, en donde el comportamiento T2 sugiere el confinamiento de los fonones en dos dimensiones y el incremento monotónico en la conductividad térmica a altas temperaturas, indica la supresión de una dispersión fonón-fonón y la presencia de trayectorias libres medias (« 1 µt?) muy largas. La FIGURA 21 es una gráfica que muestra mediciones de termoenergía de un nanotubo de carbón multipared usando una estructura de medición microfabricada, que comprende dos calentadores suspendidos que contienen alambres fabricados litográficamente de rayos "e" de acuerdo con la presente invención, con el conjunto de nanotubos de carbono multipared colocados a través de las dos secciones del calentador, de manera que forman puentes las dos secciones del calentador. La FIGURA 22 es un diagrama esquemático de un conjunto experimental para medir el movimiento mecánico de un nanoalambre piezoeléctrico o piroeléctrico de acuerdo con la presente invención, usando una sonda de ménsula de microscopio de fuerza atómica (AFM) mientras que se mide simultáneamente el potencial electrostático a través del nanocable. La FIGURA 23 es una vista lateral esquemática de una cámara de crecimiento, vapor líquido sólido (VLS) para el crecimiento bloque por bloque de una heteroestructura de nanocable usado un láser de pulso. La FIGURA 24 es un diagrama de flujo de proceso esquemático que ilustra un crecimiento del tipo vapor líquido sólido (VLS) de una estructura de superred Si/SiGe unidimensional de acuerdo con lj¿ presente invención, usando la cámara de crecimiento que se muestra en la FIGURA 23. La FIGURA 25 es un vista en perspectiva esquemática de una configuración de nanocable de superred Si/SiGe de la presente invención. La FIGURA 26 es una gráfica que muestra un espectro por espectroscopia de rayos X con dispersión- de energía (EDS) de la región rica en Ge en un nanocable de superred Si/SiGe de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 27 es una gráfica que muestra el perfil de línea de la señal EDS desde los componentes Si y Ge a lo largo del eje del crecimiento del nanocable de la superred Si/SiGe de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 28 es una gráfica que muestra un ejemplo de la correlación entre la tasa de crecimiento de un nanocable de acuerdo con la presente invención y el diámetro observado. La FIGURA 29 es una gráfica que ilustra la dependencia calculada de ZT en el pozo de l ? partícula cuántica Bi (2D) y las dimensiones del cable de partícula cuántica (ID) . La FIGURA 30 es una vista lateral esquemática de una 13 modalidad de un dispositivo termoeléctrico de conformidad con la presente invención, con base en las configuraciones de nanocable termoeléctricas compuestas impurificadas de n o p alojadas en una matriz de polímero. La FIGURA 31 es una vista en perspectiva esquemática de una configuración compuesta de polímero de nanocable de acuerdo con la presente invención configurada para la emisión de luz . La FIGURA 32 es una vista esquemática de un diodo emisor de luz de expulsión de electrones basado en nanocables/diodo láser de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 33 es un vista en perspectiva esquemática de un nanocable de heteroestructura longitudinal (LOH ) con puntos de partícula cuántica de acuerdo con la invención. La FIGURA 34 es una vista esquemática de una modalidad de un dispositivo de nanocable de 3 terminales de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 35 es una vista esquemática de una segunda modalidad de un dispositivo de nanocable de 3 terminales de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 36 es una vista lateral esquemática de una modalidad de un transductor electromecánico configurado longitudinalmente con base en nanocables de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 37 es una vista en sección transversal del transductor que se muestra en la FIGURA 36 tomada a través de la línea 37-37. La FIGURA 38 es una vista lateral esquemática de una modalidad de un transductor electromecánico configurado transverso basado en nanocables de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 39 es una vista en sección transversal del transductor que se muestra en la FIGURA 38 tomada a través de la linea 39-39. La FIGURA 40 es una gráfica que muestra un patrón de difracción de rayos X (XRD) de un nanocable de ZnO que crece en un substrato de zafiro de acuerdo con la presente invención . La FIGURA 41 es una gráfica que muestra la evolución de los espectros de emisión que resultan de una energía de bombeo creciente hasta un nanocable de ZnO sobre zafiro de acuerdo con la presente invención, en donde una curva muestra el espectro a una intensidad de excitación debajo del umbral del láser, y la curva b y el inserto muestran los espectros después del umbral del láser que es superado. La FIGURA 42 es una gráfica que muestra la intensidad de emisión integrada de un nanocable de ZnO en zafiro de acuerdo con la presente invención como una función de la intensidad de bombeo óptico . La FIGURA 43 es una vista esquemática de un nanocable de ZnO sobre zafiro como una cavidad de resonancia de acuerdo con la presente invención, con dos caras hexagonales de cara natural que actúan como espejos reflejantes. La FIGURA 44 es una gráfica que muestra la disminución de la luminiscencia desde un nanocable de ZnO sobre zafiro de acuerdo con la presente invención, usando un láser de Ti : zafiro cerrado en modo triple de frecuencia para la excitación pulsada y una cámara de rayos con una resolución ps para detección.

Descripción Detallada de la Invención 1. Introducción La presente invención comprende una familia de nanoestructuras a las que se refiere como "nanocables" . Los nanocables de acuerdo con la presente invención, comprenden generalmente heteroestructuras de al menos un material substancialmente cristalino, y un material de otra composición diferente, en donde se forma una interfaz o unión entre ellos. Sin embargo, las heteroestructuras de nanocables de conformidad con la invención, también pueden incluir heteroestructuras en donde los materiales son iguales pero tienen diferentes orientaciones cristalinas. Adicionalmente, la superficie de un nanocable de conformidad con la presente invención (ya sea una homoestructura o heteroestructura) se puede funcionalizar para capturar especies químicas o - 16 biológicas específicas . En el caso de que se usen materiales substancialmente cristalinos para formar la heteroestructura, se apreciará que la heteroestructura resultante también será substancialmente cristalina. Preferiblemente, al menos uno de los materiales en la heteroestructura es substancialmente monocristaliño . A este respecto, se refiere a un material por ser substancialmente cristalino, si el material muestra un ordenamiento de alto rango. Un nanocable de conformidad con la presente invención, tiene preferiblemente un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm en su punto máximo, y el diámetro a lo largo del eje longitudinal, varía preferiblemente por menos de aproximadamente 10% sobre la sección que muestra el cambio máximo en el diámetro. Adicionalmente, los nanocables de conformidad con la invención, pueden tener diversas formas de sección transversal, que incluyen pero no se limitan a circular, cuadrada, rectangular y hexagonal. Por ejemplo, los nanocables de ZnO tienen una sección transversal hexagonal, los nanocables de Sn02 tienen una sección transversal rectangular, los nanocables de PbSe tienen una sección transversal cuadrada y los nanocables de Si o Ge tienen una sección transversal circular. En cada caso, el término "diámetro", se pretende que se refiera al diámetro efectivo, cuando se define por el promedio de los ejes mayor y menor de la sección transversal de la estructura.

Se apreciará que los materiales de nanocables de la presente invención, son fundamentalmente diferentes de aquellos requeridos comúnmente como "whisker" semiconductores, formados por el uso de técnicas de crecimiento VLS básicas . Se entiende bien que el mecanismo responsable para el crecimiento de estos "whiskers" , se limita a la creación de alambres de semiconductores de un diámetro mayor a aproximadamente 1 µt?. Los métodos de la presente invención, describen un método para modificar el crecimiento de VLS, en el cual el tamaño del catalizador se arresta para formar nanocables con diámetros desde aproximadamente 1 nm hasta aproximadamente 200. nm. Debido a los efectos de confinamiento de las partículas cuánticas, estas estructuras son fundamentalmente diferentes a los whiskers, que son más grandes que el radio del excitón de Bohr de los semiconductores de volumen a partir de los cuales se forman, y por lo tanto representan una composición única de materia. Las propiedades físicas, ópticas y electrónicas de estos materiales, son fundamentalmente diferentes de las que se lograrían si las características de los whiskers se extrapolaran simplemente hacia tamaños más pequeños . En el rango de tamaño de nanocable estos materiales representan una nueva forma de materia, diferente del material en volumen en formas que son únicas y no obvias. La importancia de la distinción de los nanocables y los tradicionales "whiskers" se debe apreciar. Los whiskers operan como alambres semiconductores pequeños (en volumen) y con ello proporcionan la misma funcionalidad que los cables formados por técnicas de procesamiento de semiconductores fotolitográficas estándar. Los nanocables descritos dentro de la presente invención sin embargo, despliegan propiedades electrónicas y ópticas que son fundamentalmente diferentes al material en volumen a partir del cual se forman, y son característicamente diferentes de aquellas de los "Whiskers" . Las heteroestructuras de nanocables de acuerdo con la presente invención, incluyen configuraciones en donde dos o más materiales substancialmente monocristalinos se configuran espacialmente en una forma tal que los efectos de confinamiento de las partículas cuánticas se explotan en formas nuevas y únicas. Este método se espera que no solamente abra el camino a los descubrimientos científicos, sino también que ofrezca prospectos promisorios de tecnologías de conversión de energía que cambien dramáticamente. En ciertas modalidades de la invención, se facilita la fabricación con el proceso bien conocido de síntesis química de vapor líquido-sólido que se describirá en la presente (VLS) . El proceso básico (sin modificar) de VLS también se describe en detalle en las siguientes publicaciones que se incorporan para ello como referencia: Wagner, R.S., "VLS Mechanism of Cristal Growth" , Whisker Technology, pp. 47-119 (1970); Wagner et al., "Vapor-Liquid-Solid Mechanism of Single Cristal Growth", Applied Physics Letters, Vol . 4., No. 5, pp. 89-90 (1964); y Givargizov, E., "Fundamental Aspects of VLS Growth", Journal of Cristal Growth, Vol. 31, pp. 20-30 (1975) . Al usar el VLS básico (sin modificar) , es posible hacer crecer nanocables monocristalinos de una amplia variedad de materiales semiconductores (por ejemplo Si, Ge, ZnO, etc.) con un diámetro promedio" superior a aproximadamente 1 µ?? y una distribución de diámetros superior a 50% y longitudes de hasta o que exceden muchos milímetros. La presente invención proporciona métodos de formación de estructuras de nanocables con un diámetro menor a aproximadamente 200 nm y preferiblemente en el rango de aproximadamente 5 nm a aproximadamente 50 nm, con longitudes en el rango de aproximadamente 100 nm hasta aproximadamente 100 µta, preferiblemente en el rango de entre aproximadamente 1 µtt? a aproximadamente 20 µt?. Además, si el diámetro de los nanocables semiconductores se reduce al rango de aproximadamente 5 nm hasta aproximadamente 50 nm, el confinamiento de las partículas cuánticas de los electrones y los orificios, permite diseñar la estructura de banda electrónica del nanocable completo o de uno o más dominios dentro del nanocable. Tal confinamiento 20 puede también tener fuertemente influencia en el transporte de fotones y/o fonones en nanocables debido a que los espectros del fotón y/o fonón y los tiempos de vida se pueden modificar significativamente. La importancia de la energía de superficie y la anisotropía del crecimiento en síntesis de nanocables también permite la posibilidad de sintetizar fases que sean estables en forma de nanocables pero metaestables en el volumen o como películas delgadas. Así, los materiales con fases únicas y propiedades se pueden crear de esta manera. 2. Heteroestructuras de nanocables Con referencia ahora a la figura 2 y figura 3, un aspecto de la presente invención comprende las siguientes dos heteroestructuras de nanocables como bloques constructivos para otras heteroestructuras y dispositivos: (i) un nanocable de heteroestructura coaxial (COH )IO; (ii) un nanocable de heteroestructura longitudinal (LOH ) 12. En el ejemplo que se muestra en la figura 2, COHN 10, comprende un núcleo substancialmente cristalino 14 rodeado por una funda 16 de un material de composición diferente en donde se forma entre ellos una unión 18. La funda 16 puede ser substancialmente cristalina o amorfa, un polímero semiconductor, óxido o similares. En el ejemplo que se muestra en la figura 3 LOHN12 , comprende al menos un segmento 20 de un material substancialmente cristalino, adyacente a al menos algún otro segmento 22 de un material con composición diferente en donde se forma entre ellos una unión 24. Las heteroestructuras de conformidad con la presente invención, se pueden formar con cualquier número de segmentos, longitudinal y coaxialmente y en diversas configuraciones, algunas de las cuales se describen a continuación. Por ejemplo, la figura 3 muestra una superred de segmentos adicionales 26, 28 y 30, con los cual se ilustra que una heteroestructura no está limitada solamente a dos segmentos adyacentes . Se apreciará sin embargo que al menos dos de los segmentos deben comprender materiales de composiciones diferentes con objeto de ser una heteroestructura. Por "composición diferente" significa (i) los materiales tienen diferentes composiciones químicas (ya sea intrínsecas o impurificadas) o (ii) los materiales tienen diferentes direcciones de cristal (por ejemplo, los mismos materiales pero diferente orientación de cristal) . La heteroestructura del nanocable puede comprender materiales de composiciones diferentes cuando se ven longitudinalmente, tal como sería el caso con segmentos periódicos o alternos de materiales diferentes, o nanocables muítisegmentados en donde al menos dos de los segmentos comprenden materiales diferentes. Un ejemplo de un LOHN en donde los segmentos adyacentes tienen diferentes composiciones, serla un segmento 22 de Si adyacente a un segmento de SiGe . De la figura 4 a la figura 7, se ilustran diversos ejemplos de COHN que tienen segmentos adicionales. Por ejemplo, la figura 4 muestra un COHN 32 que tiene un núcleo 34 y una funda que comprende un primero y segundo segmentos 36, 38 respectivamente. La figura 5 muestra un COHN 40 que tiene un núcleo que comprende un primero y segundo segmentos 42, 44, respectivamente, rodeados por una funda 46. la figura 6 muestra un COHN 48 que tiene un núcleo que comprende un primero y segundo segmentos del núcleo 50, 52, respectivamente, y una funda que comprende un primero y segundo segmentos de funda 54, 56 respectivamente. La figura 7 ilustra un COHN 58 que tiene un núcleo que comprende una superred de segmentos 60, 62, 64, 66, 68, 70 rodeados por una funda 72. Observar que la funda puede ser cristalina o amorfa, y puede incluir materiales tales como polímeros, semiconductores, óxidos, y similares. Además, COHN pueden tener capas de fundas múltiples. En ciertas modalidades, los COHN se pueden formar al recubrir parcialmente un nanocable de un segmento sencillo o un LOHN. Por ejemplo, la figura 8 muestra un COHN74 que tiene un núcleo de un segmento sencillo 76 que está solamente parcialmente rodeado por la funda 78. La figura 9 muestra un COHN80 que tiene un núcleo LOHN que comprende los segmentos 82, 84 en donde el núcleo está sólo parcialmente rodeado por la funda 86. Alternativamente, los núcleos pueden comprender superredes con una funda parcial . Observar también que la porción de la funda se puede también segmentar, y además, que los segmentos de la funda pueden ser adyacentes o separados espaciados . Aquellos expertos en la técnica apreciarán que estas configuraciones de funda se logran usando técnicas de cobertura convencionales, y que estas configuraciones representan solamente unas cuantas de las configuraciones posibles con base en las estructuras de nanocables aquí descritas. De lo anterior, se apreciará que los segmentos de heteroestructuras pueden comprender diversos materiales incluyendo por ejemplo, materiales semiconductores que están impurificados o sin impurificar (esto es, semiconductores puros intrínsecos) y configurados para formar una diversidad de dispositivos de semiconductores con uniones tales como pn, pnp, npn, pin, pip y así sucesivamente. En ciertas modalidades, los materiales se pueden impurificar en una forma- convencional. Por ejemplo, los agentes de impurificación convencionales tales como B, Ph, As, In y Al se pueden usar. Tanto los materiales impurificadores y el nanocable se pueden seleccionar de los grupos II, III, IV, V, VI, etc. y pueden incluir cuaternarios y terciarios así como óxidos . Uno de los aspectos inventivos- de la presente invención, es que aunque se cree comúnmente que tales nanoestructuras no pueden impurificarse homogéneamente (esto es, impurificarse tal que las moléculas agentes de impurificado se dispersen en una forma microscópicamente homogénea) los materiales de la presente invención operan como si se efectuara una impurificación homogénea, debido a que conducen como se esperaría si las moléculas agentes de impurificado se hubieran distribuido homogéneamente a través del material. Este resultado es inesperado ya que una alta temperatura y tamaño pequeño de los nanocables, sugeriría que todas las moléculas agentes de impurificado se someterían a un recocido en la superficie de los cables, en donde se comportarían en la forma de sitios de trampa más que replicar las propiedades electrónicas de un semiconductor "homogéneamente impurificado" . En diversas modalidades, la presente invención contempla heteroestructuras de nanocables que comprenden uno o más semiconductores impurificados seleccionados del grupo que incluye pero no se limita a semiconductor del tipo II-VI, semiconductor del tipo III-V, semiconductor del tipo II-IV y similares . Esencialmente, cualquier material semiconductor y sus aleaciones, se pueden usar como materiales adyacentes en una heteroestructura de nanoalambres de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, la figura 10 ilustra esquemáticamente 25 una heteroestructura de nanocables 88 que es un dispositivo de unión pn 88. La figura 11 ilustra esquemáticamente una heteroestructura de nanocable 90 que es un dispositivo de unión pnp, npn, pin, pip etc. Muchas de las heteroestructuras de nanocable de conformidad con la presente invención, se basan generalmente en un cable semiconductor en donde la impurificación y la composición se controlan en las direcciones longitudinales o radiales o en ambas direcciones, para producir un cable que comprenda materiales de composiciones diferentes. Como se indica anteriormente, en una heteroestructura de conformidad con la presente invención, al menos unos de los segmentos comprende un material que es substancialmente cristalino particularmente en su núcleo. Se apreciará que los óxidos en una superficie de nanocables pueden ser amorfos sin destruir el ordenamiento substancialmente cristalino del núcleo del nanocable. Además, los nanocristales pueden incluir defectos, substituciones de átomos, ciertas dislocaciones y combinaciones de las mismas sin derrotar el ordenamiento substancial de largo rango. En general, mientras que el material muestre un ordenamiento substancial de largo rango (por ejemplo, ordenamiento sobre una distancia de aproximadamente 100 nm, se referirá como substancialmente cristalino y/o substancialmente monocristalino. En cuanto a que el material que muestre un ordenamiento de largo rango, 26 entonces el material se considera que es substancialmente cristalino de acuerdo con la presente invención. Preferiblemente, al menos el 20% del material del centro de la sección transversal hacia afuera es substancialmente monocristalino . En el caso de los nanocables de silicio, se prefiere el crecimiento epitaxial (esto es, crecimiento monocristalino para el silicio en una lámina cristalina semiconductora de silicio al precipitar silicio de un vapor) .

El diámetro de nanocable de conformidad con la presente invención es típicamente menor a aproximadamente 200 nm en el punto máximo del diámetro y preferiblemente en el rango desde aproximadamente 5 nm a aproximadamente 50 nm. Además, la variación en el diámetro a través de un ensamble de cables sintetizados en el mismo proceso, es relativamente nítido, de manera tal que la distribución de diámetro es típicamente menor de aproximadamente 50%, preferiblemente menor de aproximadamente 20%, más preferiblemente menor de aproximadamente 10%. En los casos en donde la sección transversal del nanocable no es circular el término "diámetro'" en este contexto, se refiere al promedio de las longitudes del eje mayor y menor de la sección transversal del nanocable, con el plano que es normal al eje longitudinal del nanocable . En ciertas modalidades, los nanocables de conformidad con la presente invención, muestran típicamente una alta 27 uniformidad en diámetro de extremo a extremo. Más particularmente, sobre una sección del nanocable que muestra el cambio máximo en diámetro no excederla preferiblemente aproximadamente un 10%, más preferiblemente no excedería aproximadamente un 5% y más preferiblemente no excedería aproximadamente 5%. El cambio en el diámetro se puede considerar que esté dado por (dmax-dmin) /dmin) . Se debe reconocer por alguien experto ordinario en la técnica, que los extremos del nanocable contendrán un cambio nítido en diámetro, posiblemente aun mostrar una pendiente infinita, en donde la medida antes descrita se considera que está en una ubicación alejada desde los extremos de los nanocables. La medición preferiblemente se hace en una ubicación separada desde un extremo por al menos 5%, y más preferiblemente al menos 10%, de la longitud total del cable. En ciertas modalidades, el cambio en el diámetro se evalúa sobre una longitud del nanocable que va desde aproximadamente 1%, preferiblemente hasta aproximadamente 25%, más preferiblemente hasta aproximadamente 75%, y más preferiblemente hasta aproximadamente 90% de la longitud total del nanocable. Las uniones entre los materiales substancialmente cristalinos de composiciones diferentes que definen las heterosestructuras de nanocables de conformidad con la presente invención muestran típicamente un alto de grado de 28 nitidez. Por ejemplo, de acuerdo con la presente invención, la zona de transición entre estos materiales se pueden hacer tan nítida como aproximadamente una capa atómica a la longitud lateral total del nanocable (esto es, una aleación que varia continuamente a lo largo de la longitud del cable) . Típicamente, la transición debe ser relativamente nítida, sin embargo, la transición puede abarcar entre una capa sencilla atómica y aproximadamente 50 nm y más preferiblemente entre una capa atómica sencilla y aproximadamente 20 nm. Para los propósitos de evaluación de la longitud de una transición (zona de transición) en el caso de un LOHN, el comienzo de la zona de transición que transita desde un primer material a un segundo material se puede definir como un punto a lo largo del eje longitudinal que mueve desde el primer material al segundo material en donde la desviación en la composición del material (por ejemplo la concentración de agente de impurificado y/o la composición del material base) del primer material es menos de aproximadamente 20%, más preferiblemente menos de aproximadamente 10%, más preferiblemente menos de aproximadamente 5%, y más preferiblemente menos de aproximadamente 1%. El final de la zona de transición que transita desde el primer material al segundo material, se puede definir como el punto a lo largo del eje longitudinal que se mueve desde el primer material al segundo material, en donde la desviación en la composición del material del nanocable en ese punto en comparación con la composición (por ejemplo, la concentración de agente de impurificado y/o la concentración del material base) del segundo material es menos de aproximadamente 20%, más preferiblemente al menos de aproximadamente 10%, más preferiblemente al menos aproximadamente 5%, y más preferiblemente al menos de aproximadamente 1%. En el caso de un COH , el comienzo y el final de la zona de transición se miden como una función de la composición radialmente desde el centro del nanocable. En cualquier caso ,1a zona de transición debe representar un cambio desde un material substancialmente cristalino y preferiblemente substancialmente monocristalino a un material de composición diferente. Se debe apreciar sin embargo, que ya que las heteroestructuras de conformidad con la presente invención pueden comprender segmentos múltiples longitudinalmente, coaxialmente o ambos . También se debe apreciar que también es posible formar heteroestructuras en las cuales algunas uniones muestran un alto grado de nitidez mientras que otras no lo hacen, ya que depende de la aplicación especifica y los requerimientos. Adicionalmente , no solamente puede la composición de los materiales formar segmentos adyacentes que sean nítidos o graduales, sino al controlar la impurificación de materiales que forman segmentos de la heteroestructura, es posible tener transiciones graduales o nítidas de agentes de 30 impurificado entre los segmentos. Con referencia nuevamente a la figura 2 , se observa que la estructura de banda de los materiales 14 y 16 en COHN se puede escoger así de manera que se pueda lograr una impurificación de modulación, con los cual los átomos de agente de impurificado residirían en la funda 16 y los portadores se confinarían generalmente en el núcleo 1 . Esto proporcionará una movilidad muy alta de electrones debido al agente de impurificado reducido y a la dispersión de interfaz que se ha observado en los nanocables no recubiertos. Esta es la versión unidimensional (1-D) del gas de electrón bidimensional (2-D) que se crea por heteroestructuras de semiconductores 2-D. Tal gas de electrones 1-D se puede luego utilizar por ejemplo, en dispositivos fotónicos y termoeléctricos de alto desempeño en donde la movilidad de los electrones juega un papel importante. 3. Síntesis de Nanocables La nanoestructuras con una dimensionalidad reducida tales como los nanocables son ambos fundamentalmente interesantes y tecnológicamente importantes. Aun, la síntesis de nanocable ha permanecido como un enorme desafío para los científicos de materiales debido a la dificultad del control unidimensional. Los nanotubos de carbono también se pueden usar como plantillas para preparar nanovarillas de diferentes 31 composiciones. Existen también esfuerzos para el uso de plantillas de membrana para hacer nanovarillas de metales o semiconductoras. Sin embargo, estas nanovarillas son principalmente policristalinas, lo cual limita parcialmente su utilidad potencial. Con objeto de conseguir una correlación de propiedad-estructura bien definida para estos sistemas unidimensionales ID, fue necesario desarrollar una metodología general y predictiva para la síntesis de nanocables simples cristalinos con tamaño uniforme y relación de aspecto. 3.1 Mecanismo del VLS Los nanocables y las heteroestructuras de nanocables de la presente invención, se pueden sintetizar por una amplia variedad de métodos. En modalidades preferidas, sin embargo, los nanocables se sintetizan utilizando un procedimiento modificado de vapor líquido sólido (VLS) . Este proceso se describe en detalle en los ejemplos aquí proporcionados, que se suministran a manera de ejemplo y no de limitación, en donde diversas modificaciones del proceso e emplificado se contemplan y están dentro del alcance de la presente invención. En contraste a los métodos sintéticos anteriores, el proceso vapor líquido sólido (VLS) es un método muy poderoso para sintetizar químicamente los nanomateriales unidimensionales ID cristalinos sencillos. Este proceso, que ha sido utilizado previamente para producir whiskers de tamaño micrón y recientemente nanocables con diversas composiciones, involucra disolver los reactivos de gas en un líquido catalítico de tamaño nano, seguido por el crecimiento unidimensional de nanowhiskers cristalinos sencillos. El catalizador se puede escoger fácilmente con base en el análisis de los diagramas de equilibrio de fases.

Ejemplo 1 Con referencia al diagrama esquemático en la figura 12 , se ilustra un ejemplo del proceso de crecimiento de un nanocable de Si en un substrato Si (111) 100. En este ejemplo se utiliza el gas SiH 102 como la fuente de vapor de Si y los nanoagrupamientos de oro 104 como catalizadores. La deposición de vapor químico (CVD) se efectúa preferiblemente de aproximadamente 600°C hasta aproximadamente 800°C. A esta temperatura, los nanoagrupamientos de oro 104 forman una alineación líquida con Si y se rompen espontáneamente en gotas de tamaño de nanómetro 106 de la aleación de Au-Si. Después la especie de Si deposita continuamente en gotas de la aleación de Au-Si, en donde el crecimiento del nanocable de Si 108 se inicia con la sobresaturación del oro por el silicio. El proceso continúa hasta que el nanocable 108 alcanza la longitud deseada. Los nanocables se han preparado exitosamente a partir de Si, Ge y ZnO utilizando este mecanismo en un sistema de deposición/transporte de vapor químico convencional (CVT/CVD) . Los estudios con microscopio de electrones de transmisión ' (TEM) y difracción de rayos X (XRD) indican que los nanocables inorgánicos son cristalinos sencillos con una dirección de crecimiento preferida (por ejemplo [111] para Ge) . El diámetro de estos nanocables se puede controlar precisamente en diámetros menores a aproximadamente 200 nm.- Preferiblemente, los diámetros se controlan en diámetros menores de aproximadamente 100 nm, más preferiblemente menores de aproximadamente 50 nm, y más preferiblemente menores de aproximadamente 25 nm, 15 nm, o 10 nm. Al usar nanoagrupamientos de catalizador (por ejemplo, Au, Co, Ni, Fe) con una distribución de diámetro monodisperso y con tamaños diferentes (por ejemplo, desde aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 nm, más típicamente desde aproximadamente 5 nm a aproximadamente 100 nm) tales nanocables se pueden producir fácilmente (por ejemplo, al tener un diámetro que va desde aproximadamente 5 nm a aproximadamente 200 nm, y más típicamente desde aproximadamente 10 nm a aproximadamente 50nm) . Estos catalizadores se pueden dispersar en un substrato de Si (por ejemplo un substrato de Si ó un substrato que comprende otro material o materiales deseados) o en la parte superior de una película de sílice mesoporosa (por ejemplo, una película de 34 Si o películas alternativas que comprenden otro material o materiales deseados) . También se encontró que la relación de aspecto de los nanocables se puede variar desde aproximadamente 1.5 hasta 2 en el orden de 1,000,000 y más típicamente desde aproximadamente 100- a aproximadamente 100,000 por el uso de tiempo de crecimiento diferentes. La posición de los nanocables en el substrato 100 se puede controlar a través de cualquier método conveniente de formación del patrón de catalizador. Tales métodos incluyen pero no se limitan a, diversas técnicas de deposición controlada y salpicado, diversas técnicas de grabado químico y/o cobertura litográfica junto con métodos adicionales y combinaciones de los mismos. En ciertas modalidades, se pueden fabricar las configuraciones de nanocables por formación de un patrón litográfico de un catalizador de película delgada en el substrato y calentando la película hasta que se funda en una pluralidad de gotas en donde cada gota actúa como el catalizador para un nanocable en lo individual . Además, el material del substrato no está limitado a Si, o a un material sencillo y por ejemplo, se pueden usar aisladores tales como el zafiro como un substrato. Generalmente cualquier material que se pueda hacer soluble o suspenderse en un catalizador apropiado se puede utilizar en la formación de un nanocable por los métodos de la presente 35 invención. Tales materiales incluyen pero no se limitan a materiales del grupo II, III, IV, V, y VI o aleaciones de los mismos . El catalizador de metal puede ser un material diferente al Au también, y tampoco necesita limitarse a un material sencillo (por ejemplo el uso de diversos materiales de aleación está contemplado) . A manera de ejemplo, los nanocables de GaN se pueden fabricar en un substrato de zafiro C usando un catalizador de Ni y un vapor de Ga y NH3. Aquí, el crecimiento preferido sería en la dirección (002) . Además, el nanocable se puede impurificar con Mn al usar una mezcla de Mn02 y C. Similarmente un nanocable de Ga(Co)N se puede hacer crecer al usar un catalizador de Ni, un substrato de zafiro C y Ga + NH3—> impurificado por una mezcla de C03O4+C. Un nanocable de GaN también se puede hacer crecer por el uso de un catalizador de Ni, substrato de zafiro-C y una mezcla Ga2C>3+C. Los nanocables aleados de Ga-N-Zn-0 se pueden hacer crecer al usar un catalizador de Ni, un substrato de safiro-C y una capa de Ga+NH3— por una por una mezcla de ZnO+C.

Ejemplo 2 Se usa TEM - de alta temperatura para observar el crecimiento de un nanocable de Ge in situ. Aquí, se dispersan números pequeños de partículas de Ge en las rejillas de TEM 36 junto con los nanoagrupamientos de Au y sirven como la fuente de vapor de Ge cuando la etapa de muestra se calienta en la cámara de vacío . Se observó que la fusión de los agrupamientos de Au iniciaron después de la formación de la aleación Ge-Au. Esto siguió por incremento en el tamaño de la gota líquida durante el proceso de condensación de vapor Ge. Cuando la gota se sobresatura con el componente de Ge, el nanocable de Ge salta (se expulsa) de la gota de aleación y comienza a crecer. La observación en tiempo real del crecimiento del nanocable se refleja directamente en el mecanismo que se muestra en la FIGURA 12. Con base en estas observaciones, son inmediatamente evidente diversos aspectos del control del crecimiento del nanocable . (1) Los nanocables inorgánicos con diferentes composiciones (por ejemplo Si, Ge, GaAs, CdSe, GaN, AlN, BiOTe3, ZnO y otros) se pueden sintetizar al usar catalizadores de metal adecuados, precursores de gas y temperaturas de reacción. Lo último se puede determinar al examinar el diagrama de fase binario o ternario. (2) Los agentes de impurificado convencionales tales como B, Ph, As, In y Al se pueden usar. (3) Se pueden seleccionar materiales de los tipos III-V, II-VI, II-IV, etc., y pueden incluir cuaternarios y terciarios así como óxidos. Esencialmente, cualquier material semiconductor y sus aleaciones se pueden usar como materiales adyacentes en una heteroestructura de nanocable de acuerdo con la presente invención. (4) Para la aproximación de primer orden, se determina el diámetro del nanocable por el tamaño del catalizador. Los nanoagrupamientos más pequeños producirán nanocables más delgados . Esto también se ha demostrado exitosamente en el sistema de nanocables GaP y Si . Los métodos de síntesis de la presente invención comparten algunas características del crecimiento epitaxial mediado por tensoactivo, en que el material mediante (en forma de una nanopart ícula o una monocapa de metal fundido respectivamente) , cataliza el crecimiento epitaxial al inhibir la reconstrucción de la superficie del crecimiento del semiconductor. Ya que no hay una reconstrucción estable que se deba desensamblar continuamente y volver a establecer, el crecimiento del nanocable puede suceder selectivamente y a una temperatura inferior que el crecimiento epitaxial convencional. Las temperaturas inferiores ofrecen la oportunidad de tener acceso a nuevas fases, producir interfases más nítidas, e inhibir la evolución morfológica del material de nanocable durante el proceso de crecimiento (por ejemplo rompimiento Rayleigh) . 3.2 Equilibrios de Fases Alterados La geometría del nanocable proporciona la oportunidad de sintetizar fases que no son estables en volumen o en forma de película líquida. Como resultado de la relación elevada de superficie a volumen, la energía de superficie contribuye más fuertemente a los términos de energía libre total en la energía libre, especialmente para las fases cristalinas con energías de superficie altamente anisotrópicas . Por ejemplo, la frontera entre los equilibrios de fase entre los politipos de zincblende (cúbico) y wurtzita (hexagonal) de los semiconductores III-V y II-VI, cambiarán en presión y temperatura con relación a la frontera de equilibrio en volumen. Por ejemplo, al comparar el nanocable de zincblende orientado <111> a un nanocable orientado de wurtzita <0001> de la misma composición, un nanocable cilindrico de wurtzita se aproximará más cercanamente a la forma en equilibrio (Wulff) , exponiendo las caras prismáticas de energía de baja superficie. La fase de wurtzita se ha observado de hecho como la fase preferida de GaAs en una investigación previa sobre síntesis de nanocables por OMCVD . Además, la relación epitaxial entre los substratos y los nanocables, se puede también utilizar para atrapar fases metaestables en formas de nanocables. Esta estrategia se ha utilizado exitosamente en el crecimiento de películas delgadas. 3.3 Heteroepitaxia en Nanocables Las heteroestructuras de semiconductores permiten la confinación de electrones y orificios, la guía de luz y la impurificación selectiva, aunque estas interfases deben estar libres de dislocación si se residen en las regiones activas del dispositivo. El rango de materiales que se puede crecer por epitaxia coherente .en un substrato dado, y hasta un grosor requerido, está limitado grandemente por el desajuste de la red. Para un desajuste dado de la red, el grosor crítico en equilibrio para la epitaxia coherente, se puede estimar con el conocimiento de las propiedades elásticas de la película y la energía de núcleo y la cristalografía de una dislocación del desajuste (por ejemplo en el componente del borde en el plano del vector burgers) '. Aunque las películas heteroepitaxiales coherentes pueden crecer más allá del grosor crítico en equilibrio, las películas son metaestables a la relajación por mecanismos de dislocación. La morfología del nanocable producida por los métodos de esta invención, proporciona la oportunidad de prolongar marcadamente los grosores críticos de equilibrio y cinéticos (o equivalentemente, el desajuste de la red que se puede acomodar en un grosor dado) , debido al cambio en las condiciones de frontera. Existen dos efectos primarios . El primero es la relajación de las condiciones de frontera elásticas normales 40 para la detección del crecimiento. En la morfología ideal de película delgada, la energía de alargamiento almacenada en la película coherente por unidad de área, se incrementa linealmente con el grosor de la película. En una heteroestructura de nanocable, la "película" está limitada lateralmente solamente en la interfaz . Cuando se hace más gruesa la "película" de nanocable, se relajará lateralmente de manera que la energía de alargamiento elástico almacenada se satura. De hecho, alguna de la energía de alargamiento también se almacenará al lado del substrato, ya que este material se puede relajar lateralmente también. El resultado es que el grosor crítico de equilibrio para una no coincidencia dada de la red se extenderá con relación al valor de la película delgada. A diferencia del caso de la película, habrá un rango finito de desajustes de la red que se asocien con un grosor critico infinito debido a la saturación en la energía de alargamiento elástico almacenado con el grosor. Para contrarrestar este primer efecto, está el hecho de que la penalización de energía de alargamiento asociada con el campo de alargamiento de dislocación del desajuste, se reduce debido al volumen reducido del nanocable. Sin embargo, el término de la energía del núcleo permanece y así se espera que domine el primer efecto. 3.4 Nanocables de Heteroestructura Longitudinal (LO H) . El éxito de los circuitos integrados con semiconductores, está determinado ampliamente por la capacidad de una ingeniería de defectos a través de una impurificación controlada. Se espera que la ingeniería de defectos tenga un efecto aún más profundo en los nanocables, debido a que no solamente contribuirá a la impurificación y con ello conducirá a dispositivos novedosos, también puede influenciar fuertemente la dispersión de electrones. Al usar los métodos aquí descritos, se generan perfiles de composición tales como los que se muestran en FIGURA 10, FIGURA 11, y FIGURA 13 a lo largo del eje del cable -a través de una alimentación sucesiva de diferentes gases de impurificación. Por ejemplo, para lograr un LOHN que comprende una unión pn de Si como se ilustra en la FIGURA 13, las especies tales como B2H6 y PH3 se usarían secuencialmente durante el crecimiento del nanocable . El proceso CVD permite un control preciso del crecimiento del perfil composicional , y hace posible fabricar uniones con interfases de composición nítida. Las superredes 1-D 130 de Si/Ge y diversos materiales III-V, II-VI, II-IV y materiales terciarios y cuaternarios, también se pueden fabricar usando este método como se ilustra en la FIGURA 14. Por lo tanto, al cambiar secuencialmente el gas usado en el proceso VLS, se puede sintetizar fácilmente LOHN. El proceso en general, permitirá una ingeniería de espacio de banda en 1-D y con ello también se permite la fabricación de una secuencia de puntos de partículas cuánticas múltiples . Los puntos de partículas cuánticas se hacen crecer actualmente en solución o a través de la formación de islas durante el crecimiento de película delgada. Debido a que la ubicación de estos puntos de partículas cuánticas no se conoce a priori, se vuelve muy difícil hacer contactos con los puntos de partículas cuánticas individuales. Al integrar precisamente los puntos de partículas cuánticas dentro de un nanocable sencillo, se eliminan los problemas de hacer contactos. Así se obtiene lo que se refiere como "sistema sobre un nanocable" . Estas nanoestructuras novedosas 1-D ofrecen grandes oportunidades de explorar una nueva física y fenómenos para sistemas de baja dimensión. Se pueden usar poteneialmente como dispositivos activos, nanoelectrónicos , nanoópticos, nanotermoeléctricos o nanoelectromecánicos . También es posible sintetizar nanocables de diferentes estructuras de cristal tal como la mezcla de zinc y nanocables de urzita CdSe y GaN. Esto se puede lograr al usar diferentes' substratos para entrampar ciertas fases metaestables a través de la relación de crecimiento hepitaxial entre los substratos y los nanocables . 3.5 Nanocables de Heteroestructura Coaxial (COHNs) También es posible sintetizar nanoestructuras coaxiales tales como las que se muestran en la FIGURA 2, usando los nanocables como se hacen como plantillas físicas. Por ejemplo, un recubrimiento de carbono conformal y uniforme sobre nanocables de Ge, se puede obtener al descomponer sobre moléculas orgánicas en la superficie del cable. Este método se puede extender fácilmente para crear COHN con un fuerte efecto de confinamiento de electrones. Por ejemplo, los nanocables de GaAs fabricados usando VLS, se pueden recubrir posteriormente con una capa delgada de AÍ!_xGaxAs al usar un proceso de deposición de vapor químico de baja temperatura que evita efectivamente el crecimiento del cristal a lo largo del eje del cable y promueve el sobrecrecimiento de la superficie de Aii-xGaxAs. Se observa sin embargo, que la funda puede ser cristalina o amorfa, y puede incluir materiales tales como polímeros, semiconductores, óxidos y similares. Para formar un COHN, un nanocable de segmento sencillo o un LOHN, se formarla primero según cualquiera de los métodos aquí descritos. El nanocable de segmento sencillo o el LOHN, que se volvería el grupo del COHN, se usa luego como plantilla para formar la funda. Por ejemplo, se puede formar la funda por polimerización de los monómeros sobre la superficie del nanocable de segmento sencillo o el COHN. Alternativamente, se puede usar cualquier procedimiento de 44 deposición de vapor física (PVD) o deposición de vapor química (CVD) para recubrir el nanocable de segmento sencillo o el LOHN. Los ejemplos de los materiales de núcleo/funda respectivamente, incluyen pero no se limitan a Si y ZnO, Ge y C, Si y Si02, Sn02 y Ti02, GaN y ZnO, HaAlN y GaN. Observar que hay esencialmente un número ilimitado de configuraciones de materiales del núcleo/funda. Aún los óxidos tales como ZnO, se pueden usar para el material del uso. La siguiente es una lista de configuraciones de núcleo/funda en donde por ejemplo, el núcleo y la funda son monocristalinos Ti02/Sn02; :Ti02/SnO2 (M=Mn, Fe, Co, etc.); PbTi03/Sn02 ; BaTi03/Sn02; LaMn03/Sn02; y HTSC/Sn02 (semiconductor de alta temperatura -HTSC) ; GaAs/GaAlAs . Observar también que este método se puede usar para sintetizar un nanotubo. Por ejemplo, el núcleo de un nanocable de Ge se puede recubrir con un material molecular orgánico. La superficie del material orgánico luego se carbonizaría por la pirólisis en un vacio. El núcleo de nanocable de Ge luego se fundiría o evaporaría a una temperatura en el rango desde aproximadamente 800°C a aproximadamente 1000°C, por lo cual se forma un nanotubo de carbono. Además, se puede utilizar el mismo proceso para formar un nanocilindro, en el cual se forma una estructura de COHN y el núcleo luego se graba diferencialmente , dejando solamente la funda externa (o el cilindro) . Este cilindro se puede hacer de cualquiera de los materiales a partir de los cuales se puede hacer una funda, incluido pero no limitado a C, Si y Si02, Sn02 y Ti02, GaN y ZnO, GaAlN y GaN. Se apreciará que la caracterización estructural de estos nanocables se soportará principalmente en el microscopio de electrones de transmisión (TE ) y difracción por rayos X (XRD) . Tanto XRD como TEM, permitirán la estructura/fase de los nanocables. Además, el TEM proporcionará información adicional sobre las estructuras de defectos dentro de los alambres individuales, la microestructura local en la interfaz, detección del crecimiento y cristalinidad global. 4. Propiedades de los Nanocables 4.1 Estructura y Propiedades Electrónicas . 4.1.1 Modelaje El papel de la firmeza de la interfaz y la localización en nanocables se ha estudiado ampliamente en cables de partículas cuánticas definidas usando litografía de rayo de electrones o usando confinamiento electrotástico con el método de compuerta dividida. La transición desde un transporte balístico a uno difusivo, resistencia magnética positiva y negativa, cuantificación de la conductancia y fluctuaciones universales se han observado a bajas temperaturas. Los nanocables fabricados usando el proceso de la presente invención, proporcionan una oportunidad única de estudiar- el transporte de electrones en una diversidad de materiales electrónicos 1-D. Además, la posibilidad de impurificar los nanocables similar a los nanocables de película delgada depositados en CVD, da un grado extra de libertad para investigar los mecanismos de dispersión dominantes a diversas densidades de electrones . Con referencia a la FIGURA 2 y la FIGURA 15, en COH , la impurificación por modulación de un material más amplio de espacio de banda, permitirá la separación espacial de agentes de impurificación ionizados 140 y portadores libres 142, y así movilidades superiores se podrán lograr. Al confinar los portadores libres a la región del núcleo dentro de la funda del nanocable, se reducirán los efectos de dispersión en la superficie. Cuando los electrones ocupan regiones cilindricas cerca de la interfaz de la heteroestructura en nanocables coaxiales, también se pueden formar nuevos cables electrónicos de galería de murmullo cuantificados . Con referencia a la FIGURA 16, las heteroestructuras a lo largo de la dirección de un nanocable LOHN, permitirán la formación de estados de punto de partículas cuánticas 144. Estos estados pueden afectar significativamente las propiedades electrónicas de los nanocables . Se puede observar un bloqueo, de culombios así como características de efecto de túnel de resonancia 1 D . En ciertas modalidades, el modelaje se lleva a cabo 47 preferiblemente en dos etapas. Primero, los modelos de estructura de banda 1 D sencillos y la aproximación al tiempo de relajación se usan para estimar la movilidad de los electrones a lo largo de los nanocables a altas temperaturas . Luego se utilizan los modelos más elaborados tales como salto de rango variable, para tomar en cuenta la dispersión de la superficie/interfaz y calcular la dependencia de la temperatura de la conductividad eléctrica. Otros factores tales como las modificaciones en los espectros de fonón y los tiempos de dispersión, la interacción electrón-fonón y así sucesivamente, se pueden estudiar usando la simulación Monte Cario de la ecuación de Boltzmann. Observar que los nanocables de heteroestructura pueden contener diversos modos de fonón de interfaz y combinados, que pueden esparcir los electrones diferentemente desde lo que sé puede encontrar en los semiconductores de volumen. 4.1.2 Caracterización. Con objeto de caracterizar las propiedades electrónicas de los nanocables de heteroestructura y de volumen, es importante medir' la concentración de impurificación en el perfil a lo largo del nanocable, la movilidad de los electrones, la barrera potencial a las interfases hetero etc. Los métodos de caracterización de película delgada o de volumen convencional, se han examinado cuidadosamente antes 48 de aplicarse a materiales de nanocable. La conductividad eléctrica a lo largo del nanocable es un parámetro importante y se debe caracterizar sobre un amplio rango de temperatura. Además, la medición de la magneto resistencia dará más información sobre como la dispersión de superficie afecta el transporte de electrones. La medición de las propiedades termoeléctricas (coeficiente Seebeck) dará más información acerca de la características de la densidad de estados electrónicos y mecanismos de dispersión cerca de la superficie Fermi . La medición de la corriente de emisión termoiónica se puede usar para determinar las barreras de heteroestructura a lo largo de la dirección del nanocable. El microscopio de emisión de electrones balístico (BEEM) es una de las técnicas ideales para medir las propiedades electrónicas "localizadas" de estructuras de nanocables y caracteriza las heteroestructuras coaxiales. BEEM es una técnica de microscopio de electrones poderosa de baja energía para la formación de imágenes laterales y espectroscopia (con la resolución nm para las estructuras sepultadas colocadas hasta 30 nm debajo de la superficie) . La técnica BEEM se ha utilizado para estudiar una diversidad de estructuras de punto de partículas cuánticas autoensambladas que crecen sobre GaAs . 49 Ej emplo 3 Los puntos de partículas cuánticas GaSb que crecen en GaAs se observaron a través de imágenes STM y BEEM. En la imagen STM, una característica gruesamente circular ~ 50 nm en diámetro y ~ 5 nm de alto, marcó la posición lateral del punto sepultado. El área en la imagen BEEM alineada con el perfil de punto STM fue más obscura que la región circundante, lo que implica que la corriente BEEM a través del punto se reduce debido a la reflexión de electrones fuera de la barrera potencial del punto. La altura de esta barrera (esto es la compensación local de banda) se puede extraer a partir de los cambios en los espectros BEEM entre los casos activados e inactivados . Los espectros BEEM de punto activado y de punto inactivado de diversos puntos, se ajustaron usando un modelo de efecto de túnel plano Bell-Kaiser modificado, para dar una compensación de banda de conducción local para los puntos GaSb sobre GaAs de 0.08±0.02 eV. La FIGURA 17 muestra el perfil de banda y la FIGURA 18 muestra los efectos BEEM característicos para los puntos de cuantos sencillos autoensamblados de GaSb/GaAs. Además de medir las propiedades tales como la compensación de banda en la heterounión, se ha usado la técnica para estudiar la estructura de banda electrónica de nuevos materiales tales como aleacione.s de Ga s!_x Nx, el efecto del ordenamiento en la estructura de banda de GalnP y 50 el efecto de túnel resonantes a través de puntos de partículas cuánticas InP entre las barreras de AllnP. Está claro que el BEEM se puede usar para caracterizar las propiedades electrónicas no solamente de los nanocables individuales, sino también la variación de heteroestructuras longitudinales del tipo aquí descrito como se ilustra en la configuración 150 FIGURA 19. Los efectos de confinamiento conducirían a la estructura en la corriente BEEM la cual se puede analizar a través de espectros (SD) BEEM de segunda derivada. 4.2 Propiedades Ópticas . Al observar la emisión de luz de los nanocables, es extremadamente desafiante debido al papel de los estados de superficie y a la recombinación no radiante en estos estados . Con el uso de los nanocables de heteroestructura coaxial (COH ) los electrones están confinados en las regiones centrales dentro del cable. Se reduce así el efecto de las superficies libres. La espectroscopia de fotoluminiscencia en un amplio rango de temperaturas, se puede usar para estudiar la emisión de luz a partir de nanocables, aprovechando las técnicas de superresolución con objeto de obtener imágenes con .una resolución espacial de sublongitud de onda. Adicionalmente, se pueden usar lentes de inmersión sólida para escanear, para caracterizar la emisión de luz localizada 51 a partir de nanocables individuales. La fabricación y caracterización de las uniones pn de nanocables, es uno de los bloques constructivos claves para dispositivos optoelectrónicos . Los métodos ópticos y eléctricos pulsados y de corriente directa, se pueden usar para medir fotocorriente , tiempo de vida de recombinación y electroluminiscencia en nanocables. 4.3 Propiedades Térmicas Las propiedades térmicas de los semiconductores, están dominadas generalmente por el transporte de fonones acústicos. La conductividad térmica debida a los fonones se puede relacionar con dos características fundamentales: (i) relación de la dispersión del fonón y (ii) tiempo de vida del fonón. La conductividad térmica se puede calcular usando la relación k= 1/3 ? (integral) v2 (p,e)T(r,p, e) [dfBE (e,T) /dT] eD(p,e)dp,e donde p es la polarización del fonón, v(p,e) es la velocidad del grupo que es una función de la polarización y la energía, e = ho es la energía del fonón, BE (e,T) es la distribución en equilibrio de Bose-Einstein, T es la temperatura, D((p,e) es la densidad de- los estados, y T(r,p,e) es el tiempo de vida de fonón como una función de la posición, polarización y energía. A temperaturas ambientes (T = O.10D, 9D: temperatura de Debye) , las conductividades térmicas de la mayoría de los semiconductores en volumen están limitadas por la dispersión del fonón Umklapp. El transporte de fonones en heteroestructuras de nanocables, puede ser ampliamente diferente de aquella en los semiconductores en volumen, principalmente debido a la relación de dispersión que se modifica significativamente, debido al confinamiento impuesto en dos direcciones . En segundo lugar, la presencia de interfases de heteroestructura, introducen modos de fonones que existen en las interfaces. Estos resultan en muchas polarizaciones diferentes de fonones diferentes a las dos transversales y una de las ramificaciones acústicas longitudinales que se encuentran en semiconductores en volumen. Estos cambios en la relación de dispersión modifican la velocidad del grupo y la densidad de los estados de cada ramificación. Los cambios en las temperaturas del fonón vienen de dos fuentes. Primero, las interacciones fonón-fonón pueden cambiar debido a las reglas de selección con base en la conservación de energía y las relaciones de onda-vector que dependen de la relación de dispersión. En segundo lugar, la dispersión en la frontera puede ser mucho más fuerte en los nanocables (5-50 nm de diámetro) que en los semiconductores en volumen. Finalmente, debido al confinamiento de los nanocables, pueden permitir el acceso a nuevas fases cristalinas, la relación de dispersión del fonón se puede modificar drásticamente. Las propiedades térmicas y termoeléctricas de los nanocables de conformidad con la presente invención, se pueden medir usando una estructura microfabracada que comprende dos calentadores suspendidos que contienen cables fabricados litográticamente con rayos e. Como una prueba, un conjunto de un nanotubo de carbón multipared se coloca a través de dos secciones del calentador de manera que formen puentes las dos secciones del calentador. Al observar la entrada de calor desde un calentador y la temperatura de ambos calentadores, la conductividad térmica del nanotubo se extrajo. La figura 20 gráfica la conductividad térmica como una función de la temperatura del nanotubo de carbón multipared desde 10°K a 350°K, indicando un comportamiento T2, que sugiere un confinamiento del fonón en un material 2-D. El incremento monotónico en la conductividad térmica, indica la supresión de una dispersión en fonón-fonón y la presencia de trayectorias libres medias muy largas (por ejemplo «1 µt?) . Este método también se puede usar para medir conductividades térmicas de COHN y LOHN de acuerdo con la presente invención. Además, las sondas de microscopio de fuerza atómica fabricadas en lote (AFM) , se emplearon con sensores de temperatura en la punta para una microscopía térmica de barrido (SThM) para caracterizar térmica y termoeléctricamente COHN y LOHN localmente. 54 En ciertas modalidades, los cálculos de caracterización de los nanocables se enfocan en tres aspectos: (i) cálculo de las relaciones de dispersión del fonón, (ii) cálculos de los tiempos de vida del fonón con base en la dispersión de la impurificación, tamaño del nanocable y dispersión en la frontera y interacciones en armónicas de tres fonones, y (iii) cálculos de transporte de fonones. Debido a que los efectos de ondas (espacios de banda de fonón) ya se cuentan para las relaciones de dispersión, se puede suponer una dispersión aleatoria de fases. Bajo estas circunstancias, la ecuación de transporte de Boltzmann, se puede resolver usando las simulaciones Montecarlo, en donde es sencillo contar la densidad de los estados de diferentes ramificaciones de polarización en un nanocable, así como las velocidades de grupo dependientes de la frecuencia y los tiempos de vida de fonones . .4 Termoelectricidad La termoenergía de un semiconductor depende fundamentalmente de tres propiedades: (i) la densidad de los estados electrónicos cerca del nivel de Fermi, (ii) la masa efectiva de electrones y (iii) las relaciones de dispersión del portador. Debido a que la estructura de la banda electrónica (densidad de los estados y relación de dispersión) se puede cambiar dramáticamente por las partículas cuánticas que confina los electrones en un nanocable, se puede preparar por ingeniería la estructura de banda y la posición del nivel Ferrax con objeto de diseñar la termoenergía . El dispositivo calentador suspendido antes descrito, puede medir la temperatura y la diferencia potencial a través de un nanocable. Por ejemplo, la figura 21 muestra las mediciones de termoenergía de nanotubos de carbón multipared en el rango de temperatura de 10°K a 350°K. La aparición de una termoenergía positiva indica orificios como los portadores dominantes en estos nanotubos de carbón. Por lo tanto, este dispositivo se puede usar para medir la termoenergía de las heteroestructuras de nanocables tales como COHN y LOH antes descritas . 4.5 Propiedades Piezoeléctricas La estructura de wurtzita soporta un momento de dipolo eléctrico espontáneo, y así los materiales con esta estructura son piroeléctricos y piezoeléctricos . Estas propiedades permiten un acoplamiento lineal fuerte entre la tensión mecánica aplicada y la polarización (efecto piezoeléctrico directo) , entre el campo eléctrico aplicado y el arrastre (efecto piezoeléctrico converso) , y entre un cambio en la temperatura y un cambio en la polarización (efecto piroeléctrico) . Los nanocables de Wurtzita (por ejemplo, GaAs, InAs, GaN, AIN, ZnO, etc) y las 56 eteroestructuras de nanocables, son así potencialmente útiles como sensores y accionadores en la nanoescala. Las aplicaciones potenciales incluyen sondas de microscopía de fuerza atómica integrada, sensores de masa resonante con sensibilidad de molécula sencilla, sensores térmicos de nanoescala, filtros GHz sintonizables de campo eléctrico, accionadores de nanorayos de desplazamiento grande y sensores de flujo de nanoescala. En los nanocables de wurtzita <0001>, la polarización espontánea se orienta a lo largo del eje del cable. Así, los campos eléctricos y la tensión mecánica del metal aplicada a lo largo del eje del cable, generaran la respuesta piezoeléctrica más grande. La configuración más sencilla de los electrodos, utiliza contactos en la base y en la punta. La tensión longitudinal aplicada con la punta y los contactos de la base, estará registrada por el efecto piezoeléctrico directo. Ya que el área del cable en sección transversal es pequeña, se pueden generar grandes esfuerzos- con fuerzas pequeñas . Con el nanocable usado como un sensor de resonancia, un extremo del nanocable debe estar mecánicamente libre, y una superficie conductora en proximidad cercana se usará para detectar la carga en la punta del nanocable y para separar y agregar carga por efecto de túnel . La figura 22 muestra una preparación experimental para medir el movimiento mecánico de un nanocable piezoeléctrico o 57 piroeléctrico 160 en un substrato conductor 162 usando una sonda de ménsula AFM 164 mientras se mide simultáneamente el potencial electrostático a través del nanocable con un sensor de voltaje 166. La punta de la sonda AFM hace contacto con la cubierta del catalizador de metal 168 sobre el nanocable para mediciones eléctricas y mecánicas . 5. Crecimiento bloque por bloque de Si/SiGe cristalino sencillo La heterounión y la formación de superredes es esencial para muchas aplicaciones potenciales de nanocables semiconductores en la optoelectrónica de nanoescala. De esta manera, se ha desarrollado un proceso de deposición de vapor químico/ablación láser pulsada híbrido (PLA-CVD) para la síntesis de nanocables semiconductores con heteroestructuras ordenadas longitudinales. El proceso de ablación láser genera una fuente de vapor pulsada programable, que permite el crecimiento del nanocable en una forma de bloque por bloque con un perfil de composición bien definido a lo largo del eje del cable. Los nanocables cristalinos sencillos con una estructura de superred longitudinal Si/SiGe, se han sintetizado exitosamente. Este tipo único de nanoestructuras unidimensionales _heteroestructuradas , mantiene un gran potencial en aplicaciones tales como dispositivos emisores de luz y termoeléctricos. 58 El éxito de circuitos integrados con semiconductores ha dependido ampliamente de la capacidad de la formación de la heteroestructura a través de una impurificación y formación de interfaz cuidadosamente controlada. De hecho, la interfaz de semiconductor bidimensional (2D) es particular en dispositivos optoelectrónicos tales como el diodo emisor de luz, diodos láser, láser de cascada de partículas cuánticas y transistores. La formación de la heteroestructura en nanoestructuras (nanocables) unidimensionales (ID) , es igualmente importante para sus aplicaciones potenciales como fuentes eficientes emisoras de luz y mejores termoeléctricos. Aunque existe una variedad de técnicas bien desarrolladas (por ejemplo la epitaxia de rayo molecular) para la fabricación de heteroestructuras y superredes de película delgada, un esquema sintético general para la heterounión y la formación de superredes en nanoestructuras ID, con interfases coherentes bien definidas actualmente está haciendo falta. Aquí, un proceso híbrido de deposición de vapor químico/ablación de láser pulsada (PLA-CVD) se describe para la síntesis de nanocables semiconductores con heteroestruc uras longitudinales periódicas. Los nanocables monocristalinos con una estructura de superred de Si/SiGe, se obtuvieron y caracterizaron completamente usando un microscopio de electrones. 59 Ejemplo 4 Con referencia a la figura 23, se ilustra una modalidad de un aparato de crecimiento de nanocables 90 de conformidad con la presente invención. El aparato de crecimiento 170 comprende un horno 172 que tiene un tubo de reacción de cuarzo 174. Un lámina cristalina semiconductora 176 de Si 111 recubierto con una capa delgada de oro, se coloca dentro del tubo de reacción de cuarzo 174 como un substrato. Se introduce continuamente una mezcla de gas de SiCl4 y H2 dentro del tubo de reacción 174 a través de la entrada 178. Un pulso láser programado por computadora 180 se enfoca en un objetivo puro de Ge 182. El gas del residuo se expulsa a través de una salida 184. Con referencia ahora a la figura 23 y figura 24 juntas, el crecimiento del nanocable usando oro como un solvente para metal a ' alta temperatura como se describe e ilustra previamente en la figura 12. Este proceso comienza con la disolución de los reactivos gaseosos en gotas de líquido nanodimensionadas del solvente metálico, seguido por la nucleación y crecimiento de cables cristalinos sencillos. El concepto de los nanocables heteroestructurados , requiere un perfil de composición 'preciso y un control de interfaz en el nanómetro o aún a nivel atómico, mientras se mantiene una interfaz altamente cristalina y coherente a lo largo del eje del cable. Con base en nuestro entendimiento mecanístico 60 fundamental del crecimiento del nanocables VLS, este nivel de control se hace posible aquí a través de una alimentación sucesiva de diferentes fuentes de vapor. En una modalidad de la presente invención, el tamaño y la distribución de tamaño de las heteroestructuras de nanocables, se puede controlar al usar catalizadores de nanocristal controlados en el tamaño y preformados para formar los nanocables . Con referencia al diagrama de flujo de proceso de la figura 24, en el ejemplo ilustrado se sintetizaron nanocables de superredes de Si/SiGe por la generación de un vapor de Ge en forma pulsada a través de la ablación pulsada del objetivo puro de Ge 182 con un láser de doble frecuencia Nd-YAG (longitud de onda 532 nm, 6 Hz, densidad de energía 10 J/cm2 por pulso) . La relación de flujo del ¾ fue de aproximadamente 100 sccm, la relación de SiCl4 y ¾ fue de aproximadamente 0.02, y la presión del sistema fue presión atmosférica. La temperatura de reacción típicamente está en el rango desde aproximadamente 850°C a aproximadamente 950°C. A esta temperatura, la película delgada de oro 186 forma una aleación líquida con Si y se rompe espontáneamente en gotas dimensionadas de nanómetro de una aleación Au-Si 188. Después, la especie de Si se deposita continuamente en las gotas de aleación Au-Si en donde el crecimiento del nanocable de Si 190 se inicia con la sobresaturación. Cuando se apaga 61 el láser, solamente la especie de Si se deposita dentro de la gota de aleación y se hace crecer un bloque puro de Si. Sin embargo, si el láser se apaga durante el proceso de crecimiento, se generará el vapor de Ge y ambas especies Ge y Si se depositarán en las gotas de aleación. Cuando se enciende el láser, la aleación SiGe 192 luego se precipita de la interfaz sólido/liquido. Al encender y apagar periódicamente el láser (esta secuencia se puede programar fácilmente) se forma una superred Si/SiGe 194 en cada nanocable individual en una forma de bloque por bloque. El proceso completo de crecimiento se asemeja a una síntesis de polimerización viva de un copolímero de bloque. Se apreciará que se pueden hacer crecer diversas otras estructuras de nanocables usando gases y objetivos diferentes. Por ejemplo, el PbSe se puede hacer crecer por ablación láser de un objetivo PbSe/Au en gas de Ar. Adicionalmente, el crecimiento de una superred de nanocable de acuerdo con la presente invención no se limita al proceso sintético anterior. Un método alternativo sería utilizar materiales objetivos múltiples y guiar el láser con una computadora para la selección de los materiales objetivos. Adicionalmente, esencialmente cualquier proceso de deposición de vapor físico o químico que utilice suministros de vapor se puede usar incluyendo pero no limitado a PLD, CVD, y BE. Por ejemplo, los suministros de vapor se pueden configurar con válvulas controladas por computadora para pulsar el flujo del gas deseado.

Ej emplo 5 Una configuración de nanocable 200 como se detalla esquemáticamente en la figura 25 se sintetizó usando el proceso descrito en el ejemplo 4 y una imagen de microscopio de electrón de barrido (SEM) de la configuración de nanocables sintetizada se obtuvo. En el ejemplo mostrado, una película de oro que tiene un espesor en el substrato Si (111) 202 de 20 nm se forman patrones litográficamente en cuatro sitios. Cada' sitio de película se fusiona en cuatro gotas que actúan como el catalizador para, un nanocable correspondiente. Durante el proceso de crecimiento, el láser se enciende periódicamente por 5 segundos y se apaga por 25 segundos, y el ciclo se repite por 15 minutos . Como se mostró previamente, los nanocables de Si crecen preferiblemente a lo largo de la dirección 111, lo cual resulta en el crecimiento de la configuración de nanocables epitaxial orientado en el substrato de Si (111) . Las gotas de aleación se solidifican y aparecen como un punto brillante en la punta 204 de cada nanocable 206. El examen cercano de los nanocables muestra las puntas por tener una forma de tipo flor que se forma durante la solidificación de la gota de aleación líquida. Los diámetros de estos nanocables van desde aproximadamente 50 nm a aproximadamente 300 nm. Usando un microscopio de electrón de transmisión Philip CM200 (TEM) operado a 200 KeV, las imágenes de microscopía de electrón de transmisión de barrido (STEM) de dos nanocables en un modo de campo brillante, muestran cintas obscuras que aparecen periódicamente a lo largo de los ejes del cable, lo cual se origina de la deposición periódica de la aleación SiGe y segmentos Si. La dispersión de electrones en sección transversal del átomo de Ge es mayor a aquella del Si. Consecuentemente, el bloque de aleación de SiGe aparece más obscuro que el bloque puro de Si. La composición química del área más obscura se examinó usando una espectroscopia de rayos X con dispersión de energía (EDS) lo cual muestra un pico fuerte de Si y una impurificación aparente con Ge (~ 12% en peso de Ge) como se ilustra en la figura 26. La modulación periódica de la impurificación de Ge, se confirma además al barrer con un rayo de electrones focalizado a lo largo del eje de crecimiento del nanocable, y registrar el cambio de la señal de rayos X a partir de los átomos de Si y Ge en los cables como se ilustra en la figura 27. Las señales de rayos X de Si y Ge muestran una modulación periódica e intensidades que estuvieron anti-correlacionadas ; en otras palabras, en donde sea que la señal de_ rayos X de Ge muestre un máximo, la señal de Si muestra un mínimo, lo cual confirma la formación de la superred de Si/SiGe a lo largo del eje del cable. Se observa 64 que lo abrupto de la interfaz de Si/SiGe en estos nanocables no es ideal en esta etapa. Se cree que esto se puede mejorar al incorporar esquemas de intercambio/dosificación de vapor más rápidos y precisos tales como procesos de rayo molecular. Se debe enfatizar que las condiciones elásticas de frontera del crecimiento heteroepitaxial , ofrece la posibilidad de crear interfases libres de dislocación en los nanocables de superred, que no sean estables en la configuración convencional 2D lograda por el crecimiento de la película epitaxial en los substratos planos. Aunque las películas heteroepitaxiales coherentes pueden crecer bastante más allá del espesor crítico de equilibrio, las películas son metaestables a la relajación por mecanismos de dislocación. La morfología del nanocable VLS proporciona una oportunidad para extender marcadamente el equilibrio y los grosores críticos cinéticos - o equivalentemente, el desajuste de la red que se puede acomodar en un grosor dado debido al cambio en las condiciones de frontera. La naturaleza altamente cristalina de los nanocables de superred se caracteriza por una difracción de electrones de área selecta (SAED) y microscopia de- electrones de transmisión de alta resolución (HRTEM) . Se registra un patrón SAED perpendicular al eje largo del nanocable. El patrón luego se indiza como la difracción a lo largo del eje de la zona [110] del Si cristalino y se sugiere que el crecimiento 65 del nanocable se presente a lo largo de la dirección 111. Esto se confirma además en la imagen HRTEM la cual claramente muestra los planos atómicos 111 (separación 0.314 nra) perpendicular al eje del nanocable. Aunque el contraste de la interfaz se observa fácilmente en las imágenes STE , no se pudieron resolver la interfaz en el modo HRTEM debido al bajo porcentaje de impurificación en los bloques SiGe. Estas imágenes HRTEM sin embargo, demuestran claramente la alta cristalinidad de los nanocables de la superred Si/SiGe. La formación de imágenes extensivas HRTEM, indica que la monocristalinidad del nanocable de la superred Si/SiGe se mantiene a lo largo de la longitud completa del cable con pocos defectos planos o lineales. Al tomarse en conjunto, los datos de composición química y estructural muestran que los nanocables preparados por el método PLA-CVD de acuerdo con la presente invención, son altamente cristalinos con una estructura de superred Si/SiGe a lo largo del eje del nanocable. Los diámetros de los nanocables, la concentración de Ge y el periodo de modulación química, se puede controlar fácilmente al ajustar las condiciones de reacción. El diámetro del nanocable está influenciado por el grosor de la capa de Au en el substrato. Por ejemplo, con películas delgadas de Au de 20 nm de grueso, el diámetro promedio de los nanocables es de alrededor de 100 nm. Si el grosor del Au se reduce a 1 nm, el diámetro 66 promedio se puede reducir a 20 nm. El diámetro también está afectado por la temperatura de reacción, en donde las temperaturas inferiores resultan en nanocables más delgados. La concentración de Gé en la superred está controlada por la relación de átomos de Ge y átomos de Si depositados en las gotas de aleación. Al incrementar la intensidad de láser o disminuir la relación de flujo de SiCl , se puede incrementar la concentración de Ge. Además, el periodo de superred (L) es el producto de la relación de crecimiento (V) y el periodo de encendido y apagado del láser (T) : L=VXT. Por lo tanto, al reducir la relación de crecimiento o el periodo de encendido y apagado del láser, se puede reducir el periodo de la superred. Similarmente , la relación de diferentes bloques de composición se puede ajustar fácilmente al variar la relación láser de encendido/apagado. De manera importante, al colocar estas etiquetas a lo largo del eje de crecimiento del cable, el proceso PLA-CVD proporciona una vía cuantitativa para medir la relación de crecimiento de los nanocables (V=L/T) y su correlación con la sobresaturación del crecimiento. Aunque esté predefinido el periodo T de encendido y apagado de láser, con el conocimiento del periodo de la superred L, la relación de crecimiento V se puede calcular con precisión. Se encuentra que la relación de crecimiento es dependiente del diámetro bajo las mismas condiciones de reacción. Entre más pequeño sea el diámetro del nanocable, más lenta es la relación de crecimiento como se ilustra en la figura 28, la cual muestra la correlación entre la relación de crecimiento y el diámetro observado en el experimento. La tendencia se puede explicar cualitativamente por el efecto Gibbs- homson, tal como el incremento de la presión de vapor de Si con lo cual se disminuye la sobresaturación cuando el diámetro del nanocable se hace más pequeño. La disminución de la sobresaturación como una función del diámetro del nanocable (d) se da como ?µ/kT = ?µ?/kT- (4Qavs/kT) (l/d) en donde ?µ es la diferencia efectiva entre los potenciales químicos de Si en la fase nutriente (vapor o líquido) y en el nanocable, ?µ? es la misma diferencia en la interfaz del plano, avs es la energía libre específica de la superficie del nanocable y O es el volumen atómico de Si . La dependencia de la relación de crecimiento del cristal V en la sobresaturación, es generalmente no lineal y en muchos casos es de la potencia n: V=b^/kT)n en donde b es un coeficiente independiente de la sobresaturación. Esto lleva naturalmente a una dependencia lineal entre V1/n y l/d como en V(l/n) = ?µ?/kT (b(l/n))- (4Qavs/kT) (b(l/n)) (l/d) 68 en donde ?µ/kT = (4Qocvs/kT) (l/dc) y dc es el diámetro crítico. Los datos de crecimiento del nanocable Si/SiGe se pueden ajustar fácilmente con n = 2. Esta observación esta de acuerdo bien con los estudios clásicos de crecimiento de cristal CVD en los whiskers de Si dimensionados con micrómetro por Givargizov. Los , métodos del híbrido PLA-CVD aquí descritos se pueden usar para preparar diversas otras heteroestructuras en nanocables individuales en una forma hecha a la medida, ya que parte de los suministros de la fuente de vapor (ablación láser) se pueden programar. Permitirá la creación de diversos dispositivos funcionales (por ejemplo unión p-n, estructura de punto de partículas cuánticas acopladas y transistor bipolar heteroestructurado ) en nanocables sencillos. Estos nanocables se pueden usar como bloques constructivos importantes para la construcción de un circuito electrónico de nanoescala y dispositivos emisores de luz. Como un ejemplo, los nanocables de superredes con un transporte de fonones reducidos y alta movilidad de electrones se cree que son mejores termoeléctricos. 6. Dispositivos de conversión de energía basados en nanocables Aquellos expertos en la técnica, apreciarán que los nanocables aquí descritos se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones, incluido pero no limitado a, (a) refrigeradores termoeléctricos; (b) diodos emisores de luz; y (c) sensores electromecánicos. El diseño de estos dispositivos fluye directamente a partir del entendimiento científico fundamental del efecto del confinamiento 1-D en diversas propiedades físicas. Aunque tal entendimiento científico puede soportarse en estudios sencillos de nanocables, se apreciará que los dispositivos requerirán de múltiples nanocables para la integración en los sistemas. Por lo tanto, se emplearían típicamente configuraciones de nanocables .

Ejemplo S Para los propósitos de discusión, se enfocará en los tres dispositivos antes establecidos; sin embargo, no son por ningún medio los únicos dispositivos posibles usando nanocables . 6.1 Refrigeración termoeléctrica y generación de energía La refrigeración en estado sólido y la generación de energía, se pueden alcanzar usando el efecto Peltier, por lo cual un flujo de corriente a través de las uniones termoeléctricas produce y puede producir enfriamiento (o calentamiento) . De manera inversa, una diferencia de temperatura a través de un material termoeléctrico, genera un flujo de corriente a través de una caída potencial y con ello energía eléctrica. En comparación con los refrigeradores actuales de compresión de vapor y las máquinas basadas en gas, tales dispositivos del estado sólido son extremadamente prometedores debido a que (i) no contienen ningunas partes móviles (ii) son ambientalmente benignos y (iii) permiten la miniaturización. La razón por la que no se usan actualmente con amplitud es debido a su desempeño (la eficiencia de las máquinas y el coeficiente de desempeño (COP) para refrigeradores) es mucy inferior a los sistemas basados en gas/vapor. Si sin embargo, se puede mejorar el desempeño para ser comparable o mejor que los sistemas basados en vapor, se puede vislumbrar un cambio drástico en la manera que se utiliza o convierte la energía. Esto proporciona una razón fuerte y motivadora para desarrollar dispositivos termoeléctricos basados en nanocables. Como se discute a continuación, esto se puede lograr solamente usando nanocables de acuerdo con la presente invención. Los materiales usados para refrigeradores termoeléctricos de estado sólido y generadores de energía, se caracteriza por un número de mérito ZT = S2 s T [ k, en donde 71 S es la termoenergía, k es la conductividad térmica, y s es la conductividad eléctrica y T es la temperatura absoluta. El Bi2Te3 y sus aleaciones son actualmente los materiales más ampliamente usados y tienen un ZT = 1. Se puede mostrar teóricamente que si ZT = 3 , el desempeño de los refrigeradores y máquinas termoeléctricas puede ser comparable a aquellos de compresión de vapor. De hecho, si los materiales termoeléctricos están nanoestructurados, el confinamiento de partículas cuánticas de electrones y fonones pueden incrementar drásticamente su ZT como se ilustra en la figura 29. Los nanocables 1-D en particular pueden alcanzar ZT « 2 hasta 5 si el diámetro del cable se encuentra en el rango de 5 nm a 10 nm. 6.1.1. Diseño de nanocables Debido a que una alta movilidad de electrones proporciona un alto ZT, es preferible usar COH s ya que tendrán un agente de impurificación mucho más reducido y una dispersión de interfaz . La termo energía de COHN se puede diseñar a través de ingeniería de ancho de banda. Debido a que la conductividad térmica de los materiales es generalmente inversamente proporcional a la masa atómica (?) , un material de alto ? sería el material de elección. Es por esta razón que los nanocables de Bi o Bi2Te3 son buenos candidatos para aplicaciones termoeléctricas. La conductividad térmica se puede reducir además al disminuir el diámetro del nanocable ya que se espera que la dispersión de frontera sea dominante para diámetros de nanocables menores a 20 nm a temperaturas ambiente. Además de Bi2Te3, se pueden usar otros materiales tales como SiGe o InGaAs en donde la dispersión de la aleación puede reducir el transporte de fonones . 6.1.2 Diseños de dispositivos Debido a que los nanocables son frágiles, se deben alojar en una matriz para suministrar resistencia mecánica. Por ejemplo, las configuraciones de nanocables de Bi2Te3 o SiGe COHN se alojarían en un material dieléctrico o de polímero como se ilustra en la figura 30 para formar un dispositivo termoeléctrico 210. El dispositivo termoeléctrico 210 en la figura 30, comprende substratos aislantes eléctricamente superiores o inferiores 212, 214 respectivamente, una configuración de nanocable impurificada en n 216 que crece separadamente en un substrato 218 y en donde los nanocables 220 están alojados en una matriz de polímero 222 y una configuración de nanocable impurificada en p 224 que crece separadamente en un substrato 226 y en donde los nanocables 228 se alojan en una matriz de polímero 230. Las láminas cristalinas semiconductoras de las semi configuraciones de nanocables termoeléctricos impurificados en n y p, se ponen juntos y se enlazan con una conexión eléctrica en serie y una conexión térmica en paralelo para hacer generadores de energía o enfriadores termoeléctricos . Estas conexiones se logran al formar y conectar almohadillas de contacto de metal 232, 234, 236, 238 y 240 como se muestran. Las configuraciones de nanocables se pueden alojar fácilmente en una matriz de polímero al hacer fluir una solución de polímero después de que se fabrican los nanocables, y luego curarla usando calor o radiación UV. Para hacer los contactos superiores 234, 240 (esto es, en las puntas de los nanocables) , el polímero se grabará preferentemente hasta que queden expuestos los nanocables, después de lo cual se depositan las almohadillas de contacto de metal . Los parámetros de diseño para tales compuestos son: (a) densidad de superficie de los nanocables; y (b) grosor del dispositivo. La idea es explotar la conductividad térmica ultra baja de los polímeros (k « 0.1 W/m-k) y los factores de alta potencia (S2 s) de los nanocables con objeto de lograr un alto ZT. El desempeño del dispositivo se puede caracterizar al medir (a) una conductividad eléctrica efectiva del dispositivo; (b) una conductividad térmica efectiva del dispositivo; (c) un coeficiente efectivo Seebeck; (d) diferencia de temperatura a través del dispositivo en respuesta a un flujo de corriente y (e) energía eléctrica en respuesta a una diferencia de temperatura o una relación de flujo térmico. 6.2 Dispositivos emisores de luz Los materiales compuestos de nanocables tienen dos propiedades diferentes que se pueden usar para aplicaciones de dispositivos emisores de luz. Por un lado, el confinamiento bajo dimensional de electrones y la cuantización de niveles de energía se pueden usar para sintonizar la absorción y la longitud de onda de la emisión. La naturaleza ID del crecimiento de cristal junto con el nanocable,- puede permitir una mayor flexibilidad en la no coincidencia de la red entre diferentes materiales, y así un cambio mayor en absorción y espectros de emisión. Por otro lado, los semiconductores Si y III-V tiene un índice de refracción (3-4) que es mucho mayor al aire o la fibra de sílice (1-1.5). Esto crea una no coincidencia en el tamaño del modo que es una de las principales dificultades para acoplar la luz entre las fibras y los dispositivos semiconductores. Esto también limita la eficiencia externa de la partícula cuántica de los diodos emisores de luz, ya que la mayoría de los fotones emitidos se vuelven a absorber en el material . Con base en el entendimiento científico de la estructura de banda electrónica de diversos nanocables III-V y II-vI se 5 pueden diseñar los nanocables para la absorción eficiente y la emisión de fotones. Por ejemplo, con referencia a la figura 31, una configuración compuesto de polímero y nanocable 250 se puede hacer al integrar una pluralidad de nanocables semiconductores 252 dentro de una matriz de polímero 254 como se describe previamente, produciendo así un material ópticamente activo con un índice efectivo mucho menor. El cambio en el índice refractivo del polímero con la temperatura está típicamente en un orden de magnitud superior a los semiconductores convencionales. Este coeficiente grande termoeléctrico se puede combinar con las propiedades electrónica-electrónica de los nanocables de semiconductor para producir dispositivos de conversión de energía novedosos . Preferiblemente los nanocables con las eficiencias de radiación mayores se integran dentro de la matriz de polímero con objeto de fabricar y caracterizar los dispositivos de emisión de luz . Además al usar una mezcla de nanocables hechos de materiales diferentes, se pueden lograr espectros de emisión más anchos y un comportamiento de luz blanca. Con referencia a la figura 32, un diodo láser/diodo emisor de luz de expulsión de electrones 260, se muestra esquemáticamente por comprender un nanocable 262 que tiene una unión pn 264 formada del crecimiento de un semiconductor de tipo n y un semiconductor del tipo p 268. ün electrodo positivo 270 y un electrodo negativo 272 se colocan en los materiales de tipo n y tipo p respectivamente. La aplicación de un potencial a través de los electrodos, provocará la emisión de luz por expulsión de electrones como se detalla en la figura 32. Esta estructura se puede formar usando por ejemplo ZnO, Si/Ge y GaN con agentes de purificación adecuados . Con referencia a la figura 33, al usar nanocables de heteroestructura longitudinal (LOHNs) 280, se puede hacer un punto de partículas cuánticas sencillo LEDs y estudiar el efecto del tamaño del punto de partículas cuánticas y el material en el espectro de emisión. La geometría única del alambre de partículas cuánticas permite la administración de electrones y de orificios directamente a los puntos 282 y evita así las trayectorias en donde los electrones y los orificios se combinarían nuevamente en otros lugares. Los puntos de partículas cuánticas se pueden formar usando por ejemplo Si/Ge, PbSe/PbTe, y BÍ2 e3/Sb2 e3. Se pueden poner aun al medio de polímero y nanocable compuesto dentro de una cavidad vertical con una espejo dieléctrico distribuido para suministrar una retroalimentación óptica y estudiar la emisión estimulada y la acción del láser. Adicionalmente , los láseres de cables de partículas cuánticas Ridge y con canales en V en forma de T, y también los láseres de puntos de partículas cuánticas se pueden fabricar y caracterizar. Estos dispositivos tienen propiedades únicas debido a la naturaleza ID y OD de la densidad electrónica de los estados. En particular, el incremento en la ganancia diferencial mejorará las características de modulación de alta velocidad. También se usa la variación de tamaño para cambiar los estados de energía electrónicos y los espectros de emisión. Se espera que la emisión de luz en COHNs y LOHNs creará una clase de dispositivos de conversión de energía en donde las propiedades opto-electrónicas se pueden diseñar más allá de lo que se puede lograr con los métodos actuales . 6.3. Flexibilidad del dispositivo de nanocable Como se pueden observar por lo tanto, los nanocables de conformidad con la presente invención, se pueden usar para fabricar una diversidad de dispositivos además de aquellos antes descritos incluyendo pero no limitado a: (a) Nanocables de alta movilidad de electrones (usando COHNs) . (b) Transistores con efecto de campo de nanocables de alta movilidad de electrones (usando COHNs y aplicando una desviación externa para suprimir/enriquecer un canal) . (c) Detectores infrarrojo basados en nanocables (usando LOHNs y alojando puntos de partículas cuánticas) . (d) Diodos con efecto de túnel resonantes ID basados en nanocables (usando LOHNs y puntos de partículas cuánticas alojados) . (e) Transistores de electrodos ' sencillos basados en nanocables (usando LOHNs y puntos de partículas cuánticas alojados y la combinación posible con COHNs) . (f) Detectores infrarrojos basados en nanocables (usando COHNs y modos de electrón de galería de murmullo) . (g) sensores magnéticos de nanocables (usando COHNs y los modos de electrón de galería de murmullo cuantizada que se afectan bajo un campo magnético) . (h) Dispositivos emisores de luz compuestos de nanocables y polímero (alta eficiencia externa de partículas cuánticas, espectro amplio, buen acoplamiento con la fibra) . (i) Moduladores ópticos compuestos de nanocables y polímeros (pueden hacer un recorrido de muy alta velocidad con moduladores de ondas debido a la velocidad de las señales eléctricas y ópticas que se pueden acoplar. (j ) Detectores ópticos compuestos de nanocables y polímeros . (k) Guías de onda de compuestos de nonocables y polímeros y acopladores (al hacer crecer nanocables con canales direccionales entre los nanocables) . (1) Interruptores ópticos compuestos de nanocables y polímeros . (m) Láseres compuestos de nanocables y polímeros 79 (emisores de bordes, retroalimentación distribuida o estructuras de cavidad vertical) . También se apreciará que los LOHN se pueden usar para fabricar dispositivos multiterminal (esto es N>2) tal como dispositivos pnp. La figura 34 muestra un ejemplo de un pnp LOHN 290 de 3 terminales fabricado con un material 292 d tipo p, material de tipo n 294, y material de tipo p 296 que tiene terminales i, T2 y T3. La figura 35 ilustra otro ejemplo del LOHN 300 de 3 terminales. 6. Dispositivos Nanoelectromecánicos Los dispositivos de nanocables piroeléctricos y piezoeléctricos tienen en principio, las siguientes características inherentes que los diferencian de los dispositivos de volumen o de película. (a) Factores de alta calidad: La carencia de efectos extendidos debe permitir factores de alta calidad mecánica en los resonadores de nanocable. La baja densidad de defectos también sugiere bajas pérdidas de tangentes y así un alto acoplamiento electromecánico con un número de mérito (proporcional a (tañó)"1) . (b) Alta relación de superficie a volumen: la baja masa por longitud unitaria, combinada con la alta relación de los sitios de absorción al volumen del nanocable, permitirá la detección resonante de incrementos de masa a sensibilidades 80 que se acercan al nivel de la molécula sencilla. (c) Longitud variable sin cambio en la calidad de los materiales : Los resonadores longitudinales de nanocables se pueden hacer de diversas longitudes desde submicras, a décimas o cientos de mieras, permitiendo así la fabricación de sensores o accionadores con un amplio rango de frecuencias resonantes fundamentales . (d) Diámetro de nanoescala: El diámetro pequeño permite el uso de nanocables piezoeléctricos , piroeléctricos como sondas directas de fuerza a escala atómica y molecular, y temperatura en la nanoescala. Adicionalmente, el nanorayo unimorfo con enlaces con electrodos longitudinales y capas elásticas fabricado por evaporación de sombras, será capaz de inclinaciones muy grandes debido a la longitud: las relaciones de aspecto de grosor se acercan a 1000:1 y los campos eléctricos transversales grandes posibles con voltajes moderados (por ejemplo 100 MV/m por 1 V aplicado a través de un nanorayo de 10 nm de grosor) . Con referencia a la figura 36 a la figura 39 se ilustran ejemplos de configuraciones de un dispositivo de nanocables para transductores electromecánicos. La figura 36 y la figura 37 ilustran la configuración longitudinal mientras que la figura 38 y la _ figura 39 ilustran una configuración transversal . Con referencia primero a la figura 36 y la figura 37, en <0001> wurtzita, la polarización espontánea es longitudinal, esto es, se orienta a lo largo del eje del cable. Así, los campos eléctricos y la tensión mecánica aplicada a lo largo del eje del cable, generaran la respuesta piezoelectrica más grande. En la configuración longitudinal 310, la configuración de electrodo más simple utiliza contactos (electrodos) 312, 314 en la base y en la punta respectivamente. La tensión longitudinal aplicada con la punta y los contactos de la base, se registrará por el efecto piezoeléctrico directo. Ya que el área de sección transversal del cable es pequeña, se pueden generar grandes tensiones con fuerzas pequeñas. Por ejemplo, una fuerza de tensión uniaxial de 100 n , corresponde a una tensión uniaxial de 100 MPa para un cable con un área de sección transversal de (10 nm)2. Un coeficiente piezoeléctrico de 5 nC/N, generará así un cambio de polarización de 0.5 C/m2, un valor que es ciertamente detectable. Con el nanocable usado como un sensor resonante, un extremo del nanocable debe estar mecánicamente libre y una superficie conductora en cercana proximidad se usará para detectar la carga en la punta del nanocable y separar o agregar carga por el efecto de túnel . Con referencia ahora a- la figura 38 y la figura 39, se puede esperar una ^capacidad de sensibilización y actuación completamente diferente de los nanocables de wurtzita en la orientación <hkiO>, esto es, con la polarización espontánea perpendicular a la dirección del crecimiento del cable. Tales nanocables pueden crecer al escoger la orientación adecuada de superficie del substrato de cristal sencillo, por ejemplo zafiro con el substrato con (0001) o la orientación (hkiO) . En esta configuración transversal 320, los electrodos se pueden colocar en los extremos del cable, activando así el modo de desilizamiento piezoeléctrico d15 o a lo largo de la longitud del cable empleando d3i. En el modo d3X como se muestra en la figura 38 en donde los electrodos 322, 324 se colocan a lo largo de la longitud del cable, es posible explotar la resistencia al rompimiento eléctrico grande esperada (>300 MV/m) y una fuerza de fractura alta de los nanocables AIN libres de defectos para fabricar dobladores unimorfos de nanorayo de alto desplazamiento y sensores de fuerza. Suponiendo que una capa eléctrica adecuada se deposita por sombra en un lado del nanocable, opuesto a una tira de electrodo, el desplazamiento de la punta d del nanocable estará en el orden de d31L2V/t2. Para un voltaje transversal de IV, grosor de 10 nm, longitud de 5 µtt? y d3i de 3 pm/V, el desplazamiento de la punta se espera que sea alrededor de 0.75 µt?. La configuración transversal representa desafíos de procesamiento de sxntesis más allá de aquellos esperados para la configuración longitudinal. Por ejemplo, el nanocable debe formar núcleos en la unión transversal lo cual probablemente requerirá la formación de núcleos en un substrato o semilla de urtzita cristalina. Una vez que se forma el núcleo, se espera la anisotropía de la energía de superficie que produzca nanocables de sección transversal rectangular ideales · para la deposición por sombras . Con base en la literatura substancial sobre experimentos de crecimiento lateral con GaN, es probable que la tasa de crecimiento de los nanocable transversales, excederá ampliamente aquella de los nanocables longitudinales wurtzita. Una vez que se sintetiza, los dobladores unimorfos de nanorayos se pueden fabricar por deposición de sombras de capas metálicas - una metalización condescendiente delgada para servir como un electrodo (por ejemplo, Cr/Au) , y una segunda capa más firme en lado opuesto (por ejemplo, Ti/Pt) para servir como un electrodo y como una capa elástica para optimizar la oposición del eje neutral para el accionamiento en modo de dobles. Alternativamente, es posible hacer uso de las propiedades de superficie substancialmente diferentes de las caras básales opuestas para depositar selectivamente metales por un procesamiento de solución.

S .5 Nanoláseres de nanocable ultravioleta a temperatura ambiente El desarrollo de láseres semiconductores de longitud de onda corta es de gran interés actual. Esto ha culminado en la 84 realización de estructuras láser de diodo azul-verde a temperatura ambiente con ZnSe y InxGa!-? como las capas activas . El ZnO es otro semiconductor de un compuesto de espacio de banda ancha (3.37 eV) que es adecuado para aplicaciones optoeléctricas en azul. De hecho, la acción del láser ultravioleta ha sido reportada en partículas desordenadas de ZnO y en películas delgadas. Para materiales semiconductores de espacio de banda ancha, se requiere usualmente una concentración alta de portador con objeto de proporcionar una ganancia óptica que sea lo suficientemente alta para la acción del láser en un proceso de plasma, un orificio de electrones (EHP) . Tal mecanismo EHP, que es común para la operación convencional de diodos .láser, requiere típicamente de altos umbrales del láser. Como una alternativa para el EHP, la recombinación excitonica en semiconductores, puede facilitar una emisión estimulada por un bajo umbral debido a su naturaleza bosónica. Para lograr una acción láser excitónica eficiente a temperatura ambiente, la energía de enlace del excitón (Ebex) tiene que ser mucho mayor que la energía térmica a temperatura ambiente (26 meV) . A este respecto, el ZnO es un buen candidato ya que su Ebex es de aproximadamente 60 meV, que es significativamente mayor a aquel de ZnSe (22 meV) y GaM (25 meV) . Para disminuir además el umbral, han sido fabricadas nanoestructuras semiconductoras de compuestos de baja dimensión en el cual los efectos del tamaño de las partículas cuánticas produce una densidad substancial de estados en los bordes de banda y aumenta la recombinación radiante debido al confinamiento del portador. El uso de estructuras del uso de partículas cuánticas de semiconductores, como medios de ganancia óptica bajo umbral, representa un avance importante en la tecnología láser de semiconductores. La emisión estimulada y la ganancia óptica también se han demostrado ' recientemente en nanoagrupamientos de Si y CdSe y sus ensambles. De acuerdo con un aspecto adicional de la invención, sea demostrado la primera acción del láser excitónica en nanocables ZnO, con un umbral de 40 kW/cm2 bajo excitación óptica. La flexibilidad química así como la unidimensionalidad de los nanocables, los hace fuente de luz láser miniaturizada ideal. Estos nanoláseres de longitud de onda corta, pueden tener enormes cantidades de aplicaciones que incluyen computación óptica, almacenamiento de información y nano-análisis . ?j emplo 7 Se sintetizaron nanocables de ZnO usando un proceso de transporte en fase _vapor por medio del crecimiento de cristal epitaxial catalizado en substratos de zafiro (110) . Se usó película delgada de oro con patrones como el catalizador para el crecimiento del nanocable. Se recubrieron para el crecimiento del nanocable, substratos limpios de zafiro (110) con Au con un grueso de 10-35 angstrom con o sin el uso de rejillas TEM como mascaras de sombra (impresión con micro contacto de troles sobre oro, seguido por el grabado químico selectivo también se a usado para crear el patrón del Au) . Una cantidad igual de polvo de ZnO y polvo de grafito se molió y se transfirió en un bote de alúmina. Los substratos de zafiro recubiertos con.Au se colocaron típicamente a 0.5-2.5 cm desde el centro del bote. Los materiales de partida y los substratos luego se calentaron hasta 880°C hasta 905°C en un flujo de argón. Se generó el vapor de Zn por la reducción carbotérmica de ZnO y se transportó a los substratos en donde los crecieron los nanocables de ZnO. El crecimiento tuvo lugar generalmente dentro de 2-10 minutos. Los nanocables crecen epitaxialmente en el substrato y forman configuraciones altamente orientadas. El crecimiento selectivo del nanocable puede fácilmente realizarse cuando se usa película delgada de Au en patrón. Los nanocables de ZnO crecen solamente en el área cubierta por Au con una excelente selectividad debido a la naturaleza catalítica de la capa delgada de Au. El área de estas configuraciones de nanocable puede extenderse fácilmente hasta cm2. Generalmente, los diámetros de estos cables están en el rango desde 20 nm hasta 150 nm aunque la mayoría de estos tiene diámetros de 70 nm hasta 100 nm. La dispersión del diámetro se debe a los tamaños no homogéneos de los catalizadores de nanoagrupamiento de Au cuando el substrato se recoce durante el proceso de crecimiento. Las longitudes de estos nanocables pueden variar entre 2 µ?? y 10 µ??? al ajustar el tiempo de crecimiento. Esta capacidad de crecer en patrones de los nanocables permite fabricar emisores de luz en nanoescala en el substrato de una manera controlable. Se observará que casi todos los nanocables crecen verticalmente de los substratos. Esto se debe al hecho de que existe una buena interfase epitaxial entre el plano (0001) del nanocable ZnO y el plano (110) del substrato. El plano a ideal (110) del zafiro es dos veces simétrico, mientras que el plano c de ZnO es seis veces simétrico. Son esencialmente desproporcionados con la excepción de que el eje a de ZnO y el eje c del zafiro se relacionan casi exactamente por un factor de 4 (menos desajuste que a 0.08% a temperatura ambiente) . Tal ajuste de coincidencia a lo largo de la dirección del zafiro

[0001] , junto con una fuerte tendencia del ZnO a crecer en la orientación c así como la incoherencia de las interfaces en direcciones diferentes a las del zafiro

[0001] , lleva a la configuración de crecimiento epitaxial vertical única. La anisotropia del plano a de zafiro es crítica para el crecimiento de configuraciones de nanocable de ZnO orientadas en c de alta calidad.

Se obtienen imágenes SEM de la configuración del nanocable . Los planos finales de hexágono de los nanocables podrán identificarse claramente. Esto es una fuerte evidencia de que estos nanocables crecen a lo largo de la dirección <0001> y se pretende que estén bien enfrentados en- las superficies tanto finales como laterales. La naturaleza bien enfrentada de estos nanocables tendrá implicaciones importantes cuando se usan como un medio láser efectivo. La caracterización estructural adicional de los nanocables ZnO se lleva a cabo usando un microscopio de transmisión de electrón (TEM por sus siglas en inglés) . Se obtiene una imagen TEM de alta resolución de un nanocable de ZnO cristalino sencillo. Un espacio de 2.56 ±0.0 Angstroms entre los planos de red adyacente correspondiente a la distancia entre dos planos de cristal (000) , indican además que la <0001> es la dirección de crecimiento preferido para los nanocables de ZnO. De manera importante, este crecimiento de nanocable preferencial <0001> en el substrato de zafiro, también se refleja en el patrón de difracción de rayos X mostrado en la Figura 40 que se toma en un Siemens Z5000. Sólo se observan picos (0001) , lo que indica una alineación del eje c general excelente de estas configuraciones de nanocable sobre un área del substrato grande. Los espectros fotoluminiscentes de los nanocables se miden usando un láser He-Cd (325 nm) como una fuente de excitación. Se observa una fuerte emisión cercana al extremo de espacio de banda a ~377 nm. Con objeto de explorar la posible emisión estimulada de estos nanocables orientados, se examina la emisión dependiente del poder. Las muestras se bombean ópticamente por la cuarta harmónica de Nd: láser YAG (266 nm, ancho de pulso 3 ns) a temperatura ambiente. El haz de bombeo se enfoca en los nanocables a un ángulo de incidencia de, 10 grados al eje simétrico del nanocable. Se colecta la emisión de luz en la dirección normal al final del plano de superficie (a lo largo del eje simétrico) de los nanocables. La emisión estimulada de los nanocables se colecta en la dirección a lo largo del plano normal-final del nanocable (el eje simétrico) usando un monocromador (ISA) combinado con un enfriador CCD Peltier (EG&G) . Todos los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente. De manera importante, en ausencia de cualesquiera de los espejos fabricados, se observa una. acción del láser en estos nanocables de ZnO. La Figura 41 muestra la evolución del espectro de emisión como se incrementa el poder bombeado. A una intensidad de excitación baja (bajo el umbral del láser), el espectro consiste de un pico de emisión espontáneo amplio sencillo (curva a)_ con un ancho completo ¦ al máximo medio (FWHM) de aproximadamente 17 nm. Esta emisión espontánea fue 140 meV bajo el espacio de banda (3.37 eV) y generalmente se atribuye a la recombinación de excitones a través del proceso de colisión excitón-excitón donde uno del excitón se recombina radialmente para generar un fotón. Cuando el poder bombeado se incrementa, el pico de emisión se reduce debido a la amplificación preferencial de las frecuencias cerradas al máximo del espectro ganado. Cuando la intensidad de excitación excede el umbral del láser (-40 kW/cm2) , emergen picos agudos en el espectro de emisión (curva b e interna) . El poder bombeado para este espectro fueron 20, 100, y 150 kW/cm2,. respectivamente. Los anchos de línea de estos picos son de menos de 0.3 nm, que son más de 50 veces más pequeños que el ancho de línea del pico de emisión espontáneo bajo el umbral. Arriba del umbral, la intensidad de emisión integrada incrementa rápidamente la intensidad de emisión lo que indica que la emisión estimulada toma lugar en estos nanocables . Los picos agudos sencillos o múltiples observados (Figura 41, curva b e interna) representan diferentes modos del láser a longitudes de onda entre 370 y 400 nm. Se observa que el umbral del láser es muy bajo en comparación con los valores previamente reportados para del láser aleatorio (~300 kW/cm2) en partículas desordenadas o películas delgadas. De manera importante, estos nanoláseres de nanocable de longitud de onda corta operan a temperatura ambiente y la densidad del área de estos nanoláseres alcanza fácilmente 1.1 x 1010 cm"2. 91 El hecho de que se observe la acción de láser en estas configuraciones de nanocables sin ningún espejo fabricado, acelera a considerar a estos nanocables de buena faceta cristalinos sencillos, que actúen como cavidades de resonancia natural para amplificar la emisión estimulada. La FIGURA 43 ilustra esquemáticamente un nanoláser 330 fabricado usando un nanocable de ZnO de multifacetas (en este ejemplo hexagonal) 332 que crece sobre un substrato de zafiro 334. Se observa que el nanocable 332 no es una heteroestructura sino una homoestructura en esta aplicación, sin embargo, se debe apreciar que la presente invención es capaz de un de láser de heteroestructura así como una homoestructura lasérica. El nanocable actúa como una cavidad resonante con dos caras extremas hexagonales de faceta natural 336, 338 que actúan como espejos reflejantes. Es posible que el efecto de la fuerza del oscilador gigante, que puede suceder en cristales de nanocables de alta calidad con dimensiones mayores al radio del excitón de Bohr, pero más pequeñas que la longitud de onda óptica, permitan la emisión estimulada excitónica en estas configuraciones de nanocable. Para los semiconductores II-VI, un borde dividido del espécimen se usa usualmente como un espejo. Para estos nanocables, un extremo es la interfaz epitaxial 336 entre el substrato de zafiro 334 y ZnO mientras que el otro extremo es el plano nítido (0001) 338 de los nanocristales de ZnO. Ambos pueden servir como buenos espejos 92 de cavidad láser que consideran los índices de refracción para el zafiro, ZnO y el aire que son de 1.8, 2.45 y 1.0 respectivamente. Observar que esta es una característica importante de este nanocable, nominalmente que se puede empalmar contra una guía de onda muy fácilmente. Esta formación natural de cavidad/guía de onda en nanocables, sugiere un método químico sencillo para formar una cavidad láser de nanocable sin división y grabado químico. De hecho, cuando se observan modos de láser múltiple para estos nanocables (FIGURA 41 en el interior) , el espaciamiento del modo observado es de alrededor de 5 nm para cables de ~5 µp? de largo, lo cual está de acuerdo cuantitativamente bien con el espaciamiento calculado entre las frecuencias de resonancia adyacentes vF=c/2nl, en donde VF es el espaciamiento del modo de emisión, c la velocidad de la luz, n el índice de refracción y 1 la longitud de la cavidad de resonancia. Observar también de que en una forma alternativa en la cual se puede formar la guía de onda sería recubrir el nanocable con una capa de polímero. Un láser de conformidad con la presente invención, puede tener nanocables soportados en un polímero sólido o en una matriz vidriosa, en solución, o que se extienden fuera de la superficie de un substrato. Para los cables colocados a un substrato, los cables pueden estar desordenados o configurarse de manera que todos señalen en la misma 93 dirección. Esa dirección puede ser normal a la superficie del substrato, o se puede seleccionar para que sea cualquier otro ángulo fuera del substrato. Además, aún los nanocables en un material de matriz, se pueden alinear de manera que formen una estructura ordenada. Observar que la presente invención incluye láseres con las orientaciones de compuestos de nanocables antes descritas, así como heteroestructuras que no son de láser en las mismas configuraciones. La disminución de la luminiscencia de los nanocables de ZnO, se estudió usando un láser de Ti: zafiro cerrado en modo triple de frecuencia para una excitación pulsada (200 de longitud de pulsos) y una cámara de rayo con resolución ps para detección. Con referencia a la FIGURA 44, se obtuvo un buen ajuste (línea recta) a los datos experimentales (línea punteada) registrados a temperatura ambiente con un modelo de disminución bioexponencial , suponiendo un proceso rápido y uno lento con constantes de tiempo de alrededor de 70 ps y 350 ps, respectivamente. El espectro resuelto en el tiempo se registro a una energía de excitación de 6.39 m . Por lo tanto, estas mediciones en el tiempo de vida muestran que la recombinación radioactiva de los excitones es una superposición de un proceso rápido y uno lento. El tiempo de vida de la luminiscencia se determina principalmente por la concentración de defectos, los cuales atrapan los electrones y/o orificios y eventualmente provocan su recombinación no radiante. Aunque el origen exacto de la disminución de la luminiscencia permanece sin" claridad en esta etapa, el tiempo de vida muy largo medido para estos cables, demuestra la alta calidad de cristal lograda con el proceso de crecimiento de nanocables. Mientras tanto, también toma en cuenta el bajo umbral del láser aquí reportado. En resumen, se ha demostrado formación de láser ultravioleta a temperatura ambiente en configuraciones de nanocables de ZnO verticales bien orientados con un umbral de láser de 40 kW/cm2. La densidad de área de estos nanoláseres en el substrato puede fácilmente alcanzar 1.1 x 1010 cm2. Se anticipa que la longitud de onda de láser se puede sintonizar en la región azul al hacer nanocables de aleación de ZnO/CdO. Además, al crear uniones pn en estos nanocables individuales, se debe poder probar la posibilidad de láseres azules de inyección de electrones de acoplamiento a partir de nanocables individuales. Tales nanoláseres de nanocables en miniatura encontrarán aplicaciones en la nano fotónica y el microanálisis . A partir de lo anterior se apreciará que los nanocables de acuerdo con la presente invención, se pueden usar como cavidades ópticas . Otra forma de crear una cavidad óptica serla crear dieléctricos en los extremos de los cables . Adicionalmente, algunas porciones del nanocable pueden tener un evento de transferencia de energía y otros tener un evento 95 diferente de transferencia de energía tal como un láser de administración distribuida. También se apreciará que al cerrar los extremos de la cavidad óptica, se puede realizar un láser o un amplificador de luz. Adicionalmente, la cavidad puede ser parte de un nanocable mismo como se describe previamente, la cavidad puede ser externa al nanocable. En esencia, un láser o un amplificador de luz se puede formar a partir de un nanocable, una fuente de bombeo y una cavidad, en donde la cavidad es parte del nanocable o separada del nanocable. Adicionalmente, al utilizar técnicas de emisión convencional estimulada no se requiere una cavidad. También se apreciará que los nanocables de conformidad con la presente invención, se pueden emplear como un componente funcional de un láser de punto de partículas cuánticas tal como se describe en la patente de E.U.A. número 5,260,957 que se incorpora en la presente como referencia, en donde los puntos de partículas cuánticas se integrarían en el nanocable como se describe en la presente y la fuente de bombeo se configuraría para excitar una inversión de población en los puntos de partículas cuánticas. Observar sin embargo, que un nanocable mismo se puede bombear formar el láser en donde el bombeo promueve una inversión de población en el nanocable. El nanocable se puede alojar en una matriz de polímero como se describe previamente, y puede funcionar como un elemento en una matriz de tales dispositivos de 96 láser. La fuente de bombeo puede ser una fuente de bombeo óptico tal como un láser de bombeo, o una fuente de bombeo eléctrico que tiene un ánodo y cátodo que hace contacto con el nanocable ya sea directamente o a través de contactos óhmicos . Si se emplea un láser de bombeo, la longitud de onda de la bomba estaría preferiblemente superior al nanocable por más de aproximadamente 10 meV, y más preferiblemente más de 100 meV. El nanocable se puede colocar en una cavidad o se pueden formar los extremos con caras de reflexión de manera que el nanocable funcione como una cavidad. 6.6 Dispositivos Adicionales. De lo anterior, se apreciará que se pueden fabricar diversos dispositivos usando nanocables y los métodos de síntesis antes descritos. Los dispositivos específicos adicionales, incluyen pero no se limitan a los siguientes. 6.6.1 Transistor de Efecto de Campo (FET) . Este es un dispositivo de tres terminales que se puede realizar usando COHN. El flujo de "corriente" desde la fuente al "drene" se controla por el voltaje en la "compuerta". La fuente y el drene pueden estar en cualquiera de dos puntos a lo largo del nanocable que hace contacto con el núcleo del nanocable. El contacto de la puerta se aplica a la funda de nanocable en algún punto entre la fuente y el drene. El voltaje de la puerta controla la conductividad del canal entre la fuente y el drene. Al menos dos tipos de FET se pueden fabricar de esta manera. Primero se fabrica una unión FET con una unión pn de inclinación inversa en la puerta. En esta caso, el núcleo del nanocable es un semiconductor de tipo n y la funda es de tipo b (o viceversa) . Al aplicar una inclinación reversa en la unión puede incrementar la región de supresión dentro del núcleo e inhibir así el flujo de corriente desde la fuente al drene. El segundo tipo de FET se basa en un óxido de metal (MOSFET) o el contacto de un aislador-metal (MISFET) en la compuerta. En este caso, la funda del nanocable se hace de dos subfundas. El núcleo del nanocable se cubre primero con una capa de óxido o aislador y luego con una capa conductora. Al aplicar un voltaje entre la funda conductora y el núcleo del nanocable, se puede separar el canal entre la fuente y el drene (modo de supresión MOSFET o MISFET) o crear un canal (modo de enriquecimiento MOSFET o MISFET) si el núcleo del nanocable no tuviera un canal conductor entre la fuente y el drene a un voltaje de compuerta de cero. Adicionalmente, un dispositivo de tres terminales tal como pero no limitado a, aquellos detallados en FIGURA 34 y FIGURA 35, se puede utilizar con dos terminales que actúan como fuente y drene y la tercera actúa como una compuerta. En particular, es posible crear una estructura MOSFET en un dispositivo de tres terminales en el 98 cual se coloca una heterounión aislante entre la trayectoria de drene-fuente y el electrodo-compuerta . 6.6.2 Detector Infrarrojo. Se puede hacer un detector infrarrojo (IR) usando los nanocables hechos de materiales semiconductores que tienen un espacio de banda dentro de las longitudes de onda infrarrojas (1-20 micronés) . El detector es preferiblemente un dispositivo de dos terminales, con dos conexiones en los dos extremos del nanocable. La presencia de luz cambia la conductividad del nanocable, que se mide usando una desviación aplicada entre las dos terminales (fotoconductor) , o la luz crea un voltaje a través del nanocable sin ningún circuito de desviación externo (operación fotovoltaica) . La operación fotovoltaica requiere un campo eléctrico interno en el nanocable. Esto se puede realizar usando una unión p-n a lo largo del nanocable o una unión metal-semiconductor en los contactos a los extremos del nanocable. Cuando el diámetro del nanocable es más pequeño que la longitud de onda del electrón de Broglie de electrones, el efecto del confinamiento de las partículas cuánticas cambiará el espacio de banda efectivo del material y la región de sensibilidad a la radiación IR. Un segundo tipo de detector IR se puede fabricar usando LOH s . De manera similar a los fotodetectores, de banda ínter subterránea infrarroja de pozo 99 de partículas cuánticas, una serie de heteroestructuras a lo largo de la dirección del nanocable, crean estados electrónicos de partículas cuánticas dentro de la banda de conducción o la banda de valencia del material. La absorción óptica entre estos estados electrónicos se puede diseñar para que sea cualquier longitud de onda IR (1-20 micrones) , no limitada por el espacio de banda del material. Nuevamente, los contactos en los extremos del nanocable permitirán la realización de un detector fotoconductor o fotovoltaico IR. 6.6.3 Detector Infrarrojo de Electrones Sencillo. Este dispositivo es similar al detector infrarrojo de base LOHN previo. La única diferencia es que los parámetros de la capa de heteroestructura (longitud, diámetro del nanocable y composición) se escogen de manera que la creación de un electrón libre dentro de esa capa en particular, cambia la energía electrostática por una cantidad de manera que no se pueden transportar otros electrones a través de esta capa hasta que el electrón libre salga (bloqueo de culombios) . Esto permite detectar eventos de un electrón sencillo (y así un fotón sencillo) . 6.6.4 Diodo de Efecto de Túnel Resonante. Esto es un dispositivo de dos terminales hecho de LOHNs. La idea básica es que un LOHN se divida en cinco segmentos 100 (emisor, barrera 1, pozo, barrera 2, colector) . La capa del pozo es lo suficientemente corta de manera que se forman partículas cuánticas de los estados de energía electrónicos. La estructura de banda de la capa de barrera se escoge de manera que la función de onda del electrón es evanescente pero la probabilidad de transmisión de electrones a través de las capas no es cero. Bajo una desviación, se emiten los electrones desde el contacto del emisor al contacto del colector. En una inclinación específica, de manera que la energía de los electrones incidentes del emisor corresponda a los niveles de energía de partículas cuánticas en el pozo, se enriquece la transmisión a través de la estructura completa (efecto de túnel resonante) lo cual da lugar a una resistencia diferencial negativa en las características de volta e-corriente del dispositivo, y se pueden utilizar a manera de ejemplo, para hacer osciladores de alta velocidad o circuitos lógicos . 6.6.5 Diodo Emisor de Luz. Un diodo emisor de luz de nanocable sencillo, se puede hacer de una unión pn a lo largo del nanocable. Una heteroestructura cerca de la región de supresión (en donde se recombinan los electrones y los orificios) se puede usar paras hacer LDE más eficientes al combinar los portadores . Con objeto de hacer LDE en una configuración de nanocables, 101 es importante incorporar un relleno adecuado (por ejemplo polímero etc.) con pérdidas bajas de absorción y dispersión. El dispositivo final estará compuesto de dos electrones con el compuesto de nanocable entre ellos . 6.6.6 Láser Bombeado Eléctricamente. Esto se hace de LED compuestos de nanocables más una cavidad óptica. La cavidad óptica se puede hacer de espejos dieléctricos en configuración vertical (junto con contactos a los dos lados del material compuesto de nanocables) o en configuración horizontal (similar a los láseres reflectores Bragg distribuidos) . 6.6.1 Interconexión/Guía de Onda Óptica. En esta configuración, los nanocables se usan como parte de un material compuesto (nanocables- más material de rellenos) o la luz se guía dentro del nanocable del mismo. En el último caso, los principales parámetros en el diseño son la perdida óptica a lo largo del cable y el número de modos laterales. El diseño típico se basa en COHNs, en donde los índices de las capas del núcleo y la funda se escogen para alcanzar un número específico de modos de guía o valores de dispersión de grupo (esto es similar al diseño de fibras ópticas de base sílice) . Para el último caso (material compuesto de nanocables) , se puede tratar como un nuevo material de ingeniería y se pueden usar métodos convencionales para fabricar guías de onda (tipo de borde, tipo de placa, etc.). 6.6.8 Interruptor de Moduladores/Accoplador Optico- En el caso de materiales compuestos de nanocables, se tendrá básicamente un material de relleno (p.ej., un polímero) cuyas propiedades electroópticas , termoópticas o magnetoópticas se modifiquen por la incorporación de configuraciones de nanocables. Se pueden escoger diferentes materiales y diversos diámetros de cables para sintonizar las propiedades requeridas (Incrementar el coeficiente electro óptico, incorporar ganancia óptica con uniones pn de nanocables, etc.). Una vez que se fabrica el material compuesto de nanocables, se puede tratar como un material de película delgada novedoso, y se pueden usar técnicas convencionales para realizar interruptores de guía de onda, moduladores, acopladores, etc. La principal ventaja es que las propiedades ricas de los nanocables de heteroestructuras activas y pasivas, se combina con un procesamiento sencillo de los dispositivos de película delgada basados, en polímeros. 6.6.9 Dispositivos electromecánicos/termomecánicos . Los nanocables hechos de materiales piezoeléctricos o piezoresistivos, se pueden usar como sensores 103 electromecánicos, Bajo un alargamiento uniaxial, en la dirección a lo largo del cable (longitudinal) , un nanocable piezoelectrico (p.ej., AlN, ZnO) puede producir una señal de voltaje, mientras que un nanocable piezoresistente (p.ej. Si) producirá un cambio en resistencia, la cual se puede medir al pasar una corriente. Cuando se forman estos, en un compuesto de una matriz de polímero, se puede esencialmente obtener un material flexible/conformal que se puede usar para detectar un alargamiento uniaxial. Se puede usar el dispositivo piezoelectrico para generar también un movimiento uniaxial. Si se forman heteroestructuras de nanocable en una forma que se recubra un nanocable de cristal sencillo en un lado con otro material (por ejemplo, un COHN parcial como se describe en la presente) , entonces se puede usar para generar un movimiento de doblez como un bimorfo. Por ejemplo, si los dos materiales tienen diferentes coeficientes de expansión térmica, se pueden usar para detectar temperatura y cualquier cosa que cambie la temperatura (absorción de la radiación, disipación eléctrica y así sucesivamente) . Además, al cambiar la temperatura, se puede usar este dispositivo para el accionamiento térmico. También se puede usar un bimorfo basado en nanocables para detectar cualquier alargamiento perpendicular a la dirección del eje del nanocable. 104 6.6.10 Dispositivos de Sensibilidad Química Aunque los nanocables pueden comportarse como sensores químicos, también- pueden usarse por lógica química. Por ejemplo, considerar un LOHN, que tiene segmentos de materiales A, B, C. Suponiendo que el material A se vuelve conductivo cuando se adsorbe el químico A' , mientras similarmente B se vuelve conductivo cuando se adsorbe el material B' . Ahora sólo en presencia de los químicos A' , B' y C , existirá la alta conductividad en el nanocable. Esta es una clase de lógica química, esto es, A' y B' y C = 1 de tal manera que A' y B' y no C = 0 etc. Si se ponen estas estructuras en canales en serie/paralelo, se podrá entonces generar lógica AND y OR. Podrá, por supuesto, extenderse esto a un sentido biológico. De hecho, deberá ser mucho más fácil para el sentido biológico, ya que los bio-receptores son altamente específicos. 7. Conclusión De la discusión anterior puede observarse que cuando se confinan los semiconductores a 2, 1 ó 0 estructuras dimensionales en el rango de tamaño de menos de aproximadamente 200 nm, y preferiblemente en el rango de aproximadamente 5 nm hasta 50 nm, sus propiedades pueden manipularse de formas novedosas. Los métodos descritos en la presente junto con otras técnicas de síntesis química, pueden 105 usarse para desarrollar nanocables y heteoestructuras asociadas . Estas estructuras incluyen nanocables de heteroestructuras coaxiales (COH ) y nanocables de heteroestructuras longitudinales (LOHN) y combinaciones de los mismos . Los . COHN permiten la modulación de la impurificación de tal manera que pueden obtenerse nanocables con una movilidad portadora de carga extremadamente alta, mientras que los LOHN permiten el desarrollo por ingeniería de espacios de banda en 1-D, lo que puede llevar a múltiples puntos de partículas cuánticas o uniones jn integradas dentro de un nanocable sencillo. El desarrollo por ingeniería de la estructura de banda casi al nivel Fermi, también permitirá el diseño de sus propiedades termoeléctricas. El confinamiento l-D tiene una fuerte influencia en el espectro fonón y los tiempos de vida, que podrán cambiar dramáticamente sus propiedades térmicas. Además, las heteroestructuras de nanocable ofrecen prospectos prometedores de integrar las nanoestructuras piezoeléctricas con nanocables semiconductores, lo que resulta. en transductores nanoelectromecánicos . También, las condiciones de conportamiento elástico en los COHN y LOHN permiten las interfases libres de dislocaciones que no son estables en 2-D (pozos de partículas cuánticas y heteroestructuras) o forma de película delgada, aunque también proporcionan un acceso a nuevas fases estables que son metaestables en formas de película voluminosa o delgada. Los COH y LOH también proporcionan por sí mismos el desarrollo de dispositivos de conversión de energía, que incluye refrigeradores termoeléctricos o generadores de energía, dispositivos que emiten luz, y transductores nanoelectromecánicos . El material activo en estos dispositivos comprende composiciones hechas de configuraciones de nanocable alojadas preferiblemente en una matriz de polímero, de tal manera que puedan alinearse en patrones e integrarse en microsistemas . Los nanocables semiconductores con diámetros en el rango de 5 nra hasta 10 nm proporcionan la única oportunidad para desarrollar refrigeradores termoeléctricos y generadores de energía con desempeños comparables a, o mejores que, aquellos con base en gas o vapor. Tales dispositivos de estado sólido, podrán tener un impacto enorme en la tecnología de utilización de energía así como en el ambiente. El uso de los nanocables que contienen puntos de partículas cuánticas integrados, pueden todos la conversión optoelectronica sintonizable de tamaño y eficiente. Adicionalmente, el alojamiento de tales nanocables en una matriz de polímero podrá producir un medio flexible que emite luz con un índice mucho menor que los semiconductores, lo que permite un acoplamiento eficiente con fibras ópticas y por lo tanto mejora dramáticamente las eficiencias de partículas cuánticas externas. Cuando se combinan con electrónicos sencillos, tales nanocables de punto de partículas cuánticas ofrecen la posibilidad de dispositivos fotónicos sencillos que pueden impactar importantemente la información almacenada y procesada. Los transductores piezoeléctricos basados en nanocables proporcionarán dispositivos de factor de alta calidad y de alta resonancia que pueden usarse para aplicaciones en el rango desde sensibilizadores moleculares y nanoactuadores para procesadores de señal de alta frecuencia. Finalmente, los nanocables cristalinos sencillos con caras extremas enfrentadas naturalmente que funcionan como espejos, pueden usarse para dispositivos de nanoláser. Los LOHN que contienen heteroestructuras a lo largo de la longitud del nanocable también pueden diseñarse para tener propiedades muy interesantes, que incluyen, pero no se limitan a: (a) pn o pnp o varias otras uniones que podrán usarse para dispositivos fotónicos, (b) múltiples puntos de partículas cuánticas con propiedades de efecto de túnel de electrón sencillo y absorción/emisión óptica con efecto de túnel de tamaño, lo que lleva a dispositivos fotónicos sencillos; (c) superredes de nanocable con alta movilidad del electrón y un transporte de fonón reducido, y por lo cual son útiles para dispositivos termoeléctricos; y (d) heterodispositivos piezoeléctricos y electrónicos para la 108 transducción nanoelectromecánica. Notar que las condiciones de comport miento elástico del crecimiento heteroepitaxial del nanocable, ofrecen la posibilidad de crear las interfases libres de dislocación en los nanocables de superred que no son estables en la configuración 2-D convencional realizada por el crecimiento de la película epitaxial en substratos planos. Por otro lado, hay casos donde las dislocaciones se desean, y la presente invención permite el control de defectos . No obstante que el mayor esfuerzo en el pasado se ha enfocado en sintetizar y estudiar nanoestructuras de dimensión 0 (0-D) (puntos de partículas cuánticas) y 2-D (pozos de partículas cuánticas y heteroestructuras) , los nanocables semiconductores diferentes a los nanotubos de carbono han recibido relativamente poca atención. Notar, sin embargo, que en comparación a los puntos de partículas cuánticas, los nanocables que son de aproximadamente 1 µ?? hasta aproximadamente 10 µp? de largo, proporcionan la única oportunidad de integrar nanoestructuras con características microfabricadas fotolitográficamente que generalmente son «¡ 1 µ??. Además, los nanocables también permiten el confinamiento adicional sobre estructuras de 2-D que se han estudiado y utilizado extensivamente en el pasado. Debido a estos atributos favorables, varios otros dispositivos basados en heteroestructuras de nanocables pueden diseñarse y 109 fabricarse, que incluyen, pero no se limitan a: (i) refrigeradores termoeléctricos de alta eficiencia o generadores de energía; (ii) diodos que emiten luz sintonizables; (iii) sensores nanomecánicos piezoeléctricos y accionadores . El uso de las heteroestructuras de nanocable en estos dispositivos es crítico, ya que podrán mejorar dramáticamente las eficiencias de conversión o abrir nuevas vías de conversión, como se discute en mayor detalle posteriormente. Estos dispositivos simples también forman la fundación para dispositivos más sofisticados. Se apreciará que pueden realizarse varias configuraciones usando las estructuras inventivas anteriores, • algunas de las cuales se han descrito previamente. A modo de ejemplo adicional, y sin limitación, estas configuraciones pueden incluir LOH de unión sencilla y múltiple, COHN de unión sencilla y múltiple, combinaciones de estructuras LOHN y COHN, configuraciones de dos terminales, configuraciones de terminal N>2, combinaciones de heteroestructuras y homoestructuras, homoestructuras con uno o más electrodos (los cuales también podrán ser una heteroestructura general) , heteroestructuras con uno o más electrodos, homoestructuras con aisladores, heteroestructuras con aisladores, y similares. También se apreciará que la interfaz entre un nanocable y una terminal constituye una heterounión. Pueden fabricarse una variedad de dispositivos que utilizan estas estructuras y configuraciones, que incluyen, pero no se limitan a, dispositivos de espacio de banda de fonón, puntos de partículas cuánticas que confinan electrones en áreas específicas, dispositivos termoeléctrico (por ejemplo, refrigeradores y máquinas de estado sólido) , dispositivos fotónicos (por e emplo, nanoláseres) , dispositivos nanoelectromecánicos (ME ) (accionadores y sensores electromecánicos) , dispositivos de conversión de energía de varias formas que incluyen, por ejemplo, luz para energía mecánica o energía térmica para luz, y otros dispositivos. No obstante que la descripción anterior contiene muchos detalles, estos no se construyen como limitante del alcance de la invención, sino meramente proporcionan ilustraciones de algunas de las modalidades actualmente preferidas de esta invención. Por lo tanto, se apreciará que el alcance de la presente invención abarca completamente otras modalidades que pueden ser obvias para aquellos expertos en la técnica, y que el alcance de la presente invención, en consecuencia, no se limita por ninguna otra de las reivindicaciones adjuntas, en cuya referencia a un elemento en el singular, no se pretende que signifique "uno y el único" salvo que se establezca específicamente; pero al contrario "uno o más". Todos los equivalentes estructurales, químicos, y funcionales para los elemento de la modalidad preferida arriba descrita que se conocen por aquellos de experiencia ordinaria en el arte, se 111 incorporan expresamente en la presente para referencia, y se pretende que se abarque por las presentes reivindicaciones . Por otro lado, no es necesario un dispositivo o método para dirigir cada uno y todos los problemas que buscan solución por la presente invención, para abarcarse por las presentes reivindicaciones. Adicionalmente , ningún elemento, componente, o etapa del método en la presente descripción se pretende que se dedique al público, independientemente de que el elemento, componente, o etapa del método se recite explícitamente en las reivindicaciones. Ningún elemento reivindicado en la presente se construye bajo las condiciones del 35 U.S.C. 112, párrafo sexto, salvo que el elemento se recite expresamente usando la frase "medio para" . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

112 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un primer material; y un segundo segmento de un segundo material unido al primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 n; y en donde el nanocable se selecciona de una población de nanocables que tienen una distribución substancialmente monodispersa de diámetros. 2. Un nanocable, caracterizado porgue comprende: un primer segmento de un primer material ; y un segundo segmento de un segundo material unido al primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; y en donde el nanocable se selecciona de una población de nanocables que tienen una distribución substancialmente monodispersa de longitudes. 3. Un nanocable, caracterizado porque comprende: 113 un primer segmento de un primer material ; y un segundo segmento de un segundo material unido al primer segmento; el nanocable exhibe características seleccionadas del grupo que consiste esencialmente de propiedades electrónicas, propiedades ópticas, propiedades físicas, propiedades magnéticas y propiedades químicas que se modifican con relación a las características de volumen de los primero y segundo materiales por efectos de confinamiento de partículas cuánticas. 4. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un primer material ; y un segundo segmento de un segundo material unido al primer segmento; el nanocable tiene al menos una propiedad electrónica que varía en función del diámetro del nanocable. 5. El nanocable de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la propiedad electrónica comprende energía de espacio de banda. 6. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material substancialmente cristalino unido al primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro 114 substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 7. El nanocable de conformidad con la reivindicación 6 , caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos comprende un material semiconductor impurificado. 8. El nanocable de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 9. El nanocable de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos exhiben características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 10. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material diferente en composición unido al primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 11. El nanocable de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado jporque el segundo segmento comprende un material substancialmente cristalino. 12. Un nanocable, caracterizado porque comprende: 115 un primer segmento de material semiconductor; y un segundo segmento de un material semiconductor unido al primer segmento,- en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 13. El nanocable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el primer y segundo segmento comprende un material semiconductor impurificado. 14. El nanocable de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 15. El nanocable de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada uno del primero y segundo segmentos exhiben características eléctricas de. un semiconductor impurificado homogéneamente . 16. Un nanocable, caracterizado porque comprende un primer segmento de un material semiconductor impurificado; y un segundo segmento de un material semiconductor impurificado unido al primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 116 17. El nanocable de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 18. El nanocable de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque cada uno del primero y segundo segmentos exhiben las características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 19. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material diferente en composición unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable del primer segmento al segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 20. El nanocable de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el segundo segmento comprende un material substancialmente cristalino. 21. Un nanocable, caracterizado porque comprende: 117 un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material substancialmente cristalino unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 22. El nanocable de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos comprende un material semiconductor. 23. El nanocable de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos comprende un material semiconductor impurificado. 24. El nanocable de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 25. El nanocable de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos exhibe las características eléctricas de un 118 semiconductor homogéneamente impurificado. 26. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de material semiconductor; y un segundo segmento de material semiconductor unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 27. El nanocable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos comprende un material semiconductor impurificado. 28. El nanocable de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo 1,1-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 29. El nanocable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque cada uno de. los primero y segundo segmentos exhibe las características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 30. Un nanocable, caracterizado porque comprende: 119 un primer segmento de material semiconductor impurificado; y un segundo segmento de material semiconductor impurificado unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta. el segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 31. El nanocable de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 32. El nanocable de conformidad con la reivindicación 3.0, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos exhiben las características eléctricas del semiconductor homogéneamente impurificado. 33. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material diferente en composición unido al primer segmento; 120 en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; en donde la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en el punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 34. El nanocable de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque el segundo segmento comprende un material substancialmente cristalino. 35. Un nanocable, caracterizado porgue comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material substancialmente cristalino unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; en donde la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en el punto hacia el segundo segmento 121 donde la composición del primer segmento se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; Y en donde el diámetro de al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento . 36. Un nanocable de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos comprende un material semiconductor. 37. El nanocable de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el primero y segundo segmento comprende un material semiconductor impurificado . 38. El nanocable de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 39. El nanocable de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque cada uno de los primero y segundo segmentos exhiben las características eléctricas del 122 semiconductor homogéneamente impurificado. 40. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material substancialmente cristalino; y un segundo segmento de un material semiconductor unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm; en donde la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en el punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm; y en donde el diámetro de uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento. 41. El nanocable de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque cada uno del primero y segundo segmentos comprende_un material semiconductor impurificado. 42. El nanocable de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el material semiconductor 123 impurificado se selecciona del grupo que consiste esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 43. El nanocable de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque cada uno del primero y segundo segmentos exhiben las características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 44. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un material semiconductor impurificado; y un segundo segmento de un material semiconductor impurificado unido al primer segmento; en donde las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el segundo segmento sobre una distancia en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamen e 20 nm; en donde la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en el punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm; y en donde el diámetro de uno de los segmentos que tiene 124 un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento. 45. El nanocable de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el material semiconductor impurificado se selecciona esencialmente del grupo III-V semiconductor, el grupo II-VI semiconductor, el grupo II-IV semiconductor, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 46. El nanocable de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque cada uno del primero y segundo segmentos exhiben las características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 47. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, caracterizado porque al menos uno de los materiales comprende un material substancialmente cristalino. 48. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 12, 16, 21, 26, 30) 35, 40 ó 44, caracterizado porque el primero y segundo materiales son materiales de composiciones diferentes. 49. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 35, 40 ó .44 , caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material substancialmente monocristalino . 50. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12 ó 16, caracterizado porque las transiciones del nanocable desde el primer segmento hasta el 125 segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 100 nm. 51. El nanocable de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la transición se presenta sobre una región que está substancialmente libre de defectos. 52. El nanocable de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la transición se presenta sobre una región que es substancialmente cristalina. 53. El nanocable de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la transición se presenta sobre una región que es substancialmente monocristalina . 54. El nanocable de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en un punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento tiene hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento. 55. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12 ó 16, caracterizado porque las transiciones de nanocable del primer segmento al segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una_ capa atómica hasta aproximadamente 20 nm. 56. El nanocable de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque la transición se presenta sobre una 126 región que está substancialmente libre de defectos. 57. El nanocable de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque la transición se presenta sobre una región que es substancialmente cristalina. 58. El nanocable de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque la transición se presenta sobre una región que es substancialmente monocristalina. 59. El nanocable de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque la transición desde el primer segmento hasta el segundo segmento inicia en un punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento tiene hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento en el centro del primer segmento . 60. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 19, 21, 33 ó 35, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material semiconductor. 61. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 19, 21, 26, 33, 35 ó 40, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprenden un material semiconductor impurificado. 62. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 20,_12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque al menos uno de los segmentos exhiben las características eléctricas de un semiconductor 127 homogéneamente impurificado. 63. El nanocable de conformidad con la reivindicaciónl, 2, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porgue al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm tiene un diámetro en el rango de aproximadamente 5 nm hasta aproximadamente 50 nm. 6 . El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el diámetro de al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 50% sobre la longitud del segmento. 65. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracter zado porque el diámetro de al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varia por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento. 66. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el segundo segmento está longitudinalmente adyacente al primer segmento . 67. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, 128 caracterizado porque el segundo segmento está coaxialmente adyacente al primer segmento. 68. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 15, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el primer segmento comprende un material substancialmente monocristalino . 69. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el segundo segmento comprende un material substancialmente monocristalino. 70. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque los primero y segundo segmentos forman una unión p-n. 71. El nanocable de conformidad con la reivindicación 70, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor. 72. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el primero y segundo segmentos forman una unión p-i. 73. El nanocable de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado^ porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor. 74. El nanocable de conformidad con la reivindicación 129 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el primero y segundo segmentos forman una unión i-n. 75- El nanocable de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor. 76. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque además comprende un electrodo acoplado eléctricamente a al menos uno de los segmentos. 77. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material seleccionado del grupo de elementos que consiste de los elementos del grupo II, grupo III, grupo IV, grupo V, grupo VI, y terciarios y cuaternarios de los mismos. 78. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque al menos uno de los segmentos se aloja en una matriz de polímero. 79. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque al menos una porción de los segmentos se cubre por una funda. 80. El nanocable de conformidad con la reivindicación 130 79, caracterizado porque la funda comprende un material amorfo . 81. El nanocable de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado porque la funda comprende un material substancialmente cristalino. 82. El nanocable de conformidad con la reivindicación 81, caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino. 83. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44: caracterizado porque el nanocable es un componente funcional de un dispositivo seleccionado del grupo de dispositivos que consisten esencialmente de dispositivos de espacio de banda de fonón, dispositivos de punto de partículas cuánticas, dispositivos termoeléctricos, dispositivos fotónicos, accionadores nanoelectromecánicos, sensores nanoelectromecánicos, transistores de efecto de campo, detectores infrarrojos, diodos con efecto de túnel de resonancia, transistores de electrón sencillo, detectores infrarrojos, sensores magnéticos, dispositivos que emiten luz, moduladores ópticos, detectores ópticos, guías de onda óptica, acopladores ópticos, interruptores ópticos, y láser. 84. El nanocable de conformidad con la reivindicación 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque el nanocable es un elemento de una 131 configuración de nanocables. 85. El nanocable de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la configuración comprende una configuración orientada. 86. El nanocable de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque cada uno de los nanocables en la configuración se orienta a un ángulo substancialmente normal al substrato. 87. El nanocable de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque cada uno de los nanocables en la configuración se orienta en un ángulo que no es normal al substrato . 88. El nanocable de conformidad con la reivindicación • 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44, caracterizado porque se acopla eléctricamente a un segundo nanocable en donde se forma la unión. 89. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque el nanocable está en contacto óhmico con el segundo nanocable . 90. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque el nanocable se acopla de manera inducible al segundo nanocable . 91. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque el nanocable forma una unión con efecto de túnel con el segundo nanocable. 132 92. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque la unión tiene una relación voltaje-corriente substancialmente lineal. 93. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque la unión tiene una relación voltaje-corriente substancialmente no lineal . 94. El nanocable de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque la unión tiene una relación voltaje-corriente substancialmente en función de la etapa. 95. Una colección de nanocables, caracterizada porque comprende : una pluralidad de nanocables de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 16, 19, 21, 26, 30, 33, 35, 40 ó 44. 96. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección comprende más de aproximadamente 100 nanocables. 97. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección comprende más de aproximadamente 1000 nanocables. 98. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque más del 80% de los miembros de la colección comprenden substancialmente la misma heteroestructura . 99. La colección de nanocables de conformidad con la 133 reivindicación 95, caracterizada porque substancialmente todos los miembros de la colección exhiben substancialmente la misma heteroestructura. 100. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque los miembros de la colección comprenden al menos dos especies diferentes de nanocable . 101. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque los miembros de la colección comprende al menos diez especies diferentes de nanocables . 102. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección se suspende en un fluido. 103. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección se suspende por un material seleccionado del grupo que consiste esencialmente de un líquido, un vidrio, un gel, y un gas. 10 . La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección se suspende o aloja en una matriz. 105. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque uno o más miembros de la' colección se acoplan eléctricamente a uno o más de otros miembros de la colección. 134 106. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque uno o más miembros de la colección está en contacto óhmico con uno o más de otros miembros de la colección. 107. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque uno o más miembros de la colección se acoplan inductivamente con uno o más de otros miembros de la colección. 108. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque uno o más miembros de la colección forman una unión con efecto de túnel con uno o más de otros miembros de la colección. 109. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque el acoplamiento eléctrico tiene una relación voltaje-corriente substancialmente no lineal . 110. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque el acoplamiento eléctrico tiene una relación voltaje-corriente substancialmente lineal. 111. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 105, caracterizada porque el acoplamiento eléctrico tiene una relación voltaje-corriente substancialmente en función de la etapa. 112. La colección de nanocables de conformidad con la 135 reivindicación 95, caracterizada porque la colección tiene una distribución substancialmente monodispersa de diámetros de nanocables . 113. La colección de nanocables de conformidad con la reivindicación 95, caracterizada porque la colección tiene una distribución substancialmente monodispersa de longitudes de nanocables . 114. Un nanocable, caracterizado porque comprende: un primer segmento de un primer material; un segundo segmento de un segundo material unido al primer segmento,- y un tercer segmento de un tercer material unido a al menos uno del primero y segundo segmentos ; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; en donde al menos dos de los materiales comprenden material diferentes en composición; y en donde al menos dos de los segmentos están adyacentes. 115. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque el diámetro de al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento. 116. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque las transiciones del nanocable 136 desde al menos uno de los segmentos a un segmento adyacente sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm. 117. El nanocable de conformidad con la reivindicación 116, caracterizado porgue la transición inicia en el punto que se mueve desde al menos uno de los segmentos hacia el segmento adyacente donde la composición de al menos uno de los segmentos se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición de tal segmento en su centro. 118. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos dos de los segmentos están longitudinalmente adyacentes . 119. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114 : caracterizado porque el segundo segmento está longitudinalmente adyacente al primer segmento; y en donde el tercer segmento está longitudinalmente adyacente al segundo segmento. 120. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos dos de los segmentos están coaxialmente adyacentes . 121. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado_ porque al menos uno de los materiales comprende un material substancialmente cristalino. 122. El nanocable de conformidad con la reivindicación 137 114, caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino . 123. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material semiconductor. 124. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material semiconductor impurificado. 125. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos uno de los segmentos exhibe las características eléctricas de un semiconductor homogéneamente impurificado. 126. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm tiene un diámetro en el rango desde aproximadamente 5 nm hasta aproximadamente 50 nm. 127. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos dos de los segmentos forman una unión p-n. 128. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos dos de los segmentos forman una unión p-i. 129. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos dos de los segmentos 138 forman una unión i-n. 130. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque los segmentos forman uniones p-n-p. 131. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque los segmentos uniones n-p-n. 132. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque los segmentos forman uniones p-i-n. 133. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque los segmentos forman uniones p-i-p. 134. El nanocable de conformidad con la reivindicación 127, 128, 129, 130, 131, 132 ó 133, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor. 135. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque comprende además un electrodo eléctricamente acoplado a al menos uno de los segmentos . 136. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material seleccionado del grupo de elementos que consisten esencialmente de elementos del grupo II, grupo III, grupo IV, grupo V, y grupo VI, y terciario y cuaternarios de los mismos. 137. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114, caracterizado _porque al menos uno de los segmentos se aloja en una matraz de polímero. 138. El nanocable de conformidad con la reivindicación 139 114, caracterizado porque al menos una porción de al menos uno de los segmentos se cubre por una funda. 139. El nanocable de conformidad con la reivindicación 138, caracterizado porque la funda comprende un material amorfo . 140. El nanocable de conformidad con la reivindicación 138, caracterizado porque la funda comprende un material substancialmente cristalino. 141. El nanocable de conformidad con la reivindicación 140, caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino . 142. El nanocable de conformidad con la reivindicación 114; caracterizado porque el nanocable es un componente funcional de un dispositivo seleccionado del grupo de dispositivos que consiste esencialmente de dispositivos de espacio de banda de fonón, dispositivos de punto de partículas cuánticas, dispositivos termoeléctricos, dispositivos fotónicos, accionadores nanoelectromecánicos , sensores nanoelectromecánicos, transistores de efecto de campo, detectores infrarrojos, diodos con efecto de túnel de resonancia, transistores de electrón sencillo, detectores infrarrojos, sensores magnéticos, dispositivos que emiten luz, moduladores ópticos, detectores ópticos, guías de onda óptica, acopladores ópticos, interruptores ópticos, y láser. 143. El nanocable de conformidad con la reivindicación 140 114, caracterizado porque el nanocable es un elemento de una configuración de nanocables. 144. Un método para fabricar un nanocable, caracterizado porque comprende : disolver un primer gas reactivo en un líquido catalítico, seguido por crecimiento de un primer segmento; y disolver un segundo reactivo de gas en el líquido catalítico seguido por el crecimiento de un segundo segmento diferente en composición unido al primer segmento,- en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 145. El método de conformidad con la reivindicación 144: caracterizado porque se forma una aleación del líquido no similar en composición de cada uno del gas reactivo y el líquido catalítico; y en donde cada uno de los segmentos se forma durante la saturación de la aleación líquida, con una especie del correspondiente gas reactivo. 146. El método de conformidad con la reivindicación 144, caracterizado porque el primero y segundo reactivo de gas comprende vapores generados por ablación láser de una primera y segunda especie de crecimiento, respectivamente. 147. El método de conformidad con la reivindicación 146, caracterizado porque el primero y segundos reactivos de gas comprenden además un gas portador. 141 148. El método de conformidad con la reivindicación 144, caracterizado porque el segundo reactivo de gas comprende un vapor generado por ablación láser de una especie de crecimiento; y en donde el segundo segmento comprende una combinación de la especie en el primero y segundo reactivo de gas. 149. El método de conformidad con la reivindicación 144, caracterizado porque el líquido catalítico se forma de un coloide de metal preformado. 150. El método de conformidad con la reivindicación 149, caracterizado porque el coloide de metal es parte de una población de coloides metálicos con una distribución substancialmente monodispersa de diámetros. 151. Un método para fabricar un nanocable, caracterizado porque comprende : disolver un reactivo de gas en un liquido catalítico seguido por el crecimiento de un primer segmento; y recubrir el primer segmento con un segundo material diferente en composición y formar un segundo segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 152. El método de conformidad con la reivindicación 151, caracterizado porque se forma una aleación líquida del reactivo de gas y el líquido catalítico; y en donde el primer segmento se forma durante la 142 saturación de la aleación liquida con una especie del reactivo de gas . 153. El método de conformidad con la reivindicación 151, caracterizado porque el líquido catalítico se forma de un coloide de metal preformado . 154. El método de conformidad con la reivindicación 153, caracterizado porque el coloide de metal es parte de una población de coloides metálicos con una distribución substancialmente monodispersa de diámetros . 155. Un método para fabricar un nanocable, caracterizado porque comprende : formar un primer segmento al disolver el primer reactivo de gas en un líquido catalítico seguido por el crecimiento del primer material : formar un segundo segmento unido al primer segmento al disolver el segundo reactivo de gas en el líquido catalítico seguido por el crecimiento del segundo material unido al primer material ; en donde cada uno de los segmentos se forma durante la saturación de la aleación del líquido con una especie del correspondiente reactivo de gas; y recubrir al menos una porción de los segmentos con un tercer material para formar un tercer segmento; en donde al menos dos de los materiales son diferentes en composición; y 143 en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 156. Un método para fabricar un nanocable, caracterizado porque comprende : disolver un primer reactivo de gas en un líquido catalítico seguido por el crecimiento del primer segmento de material ; disolver un segundo reáctivo de gas en el liquido catalítico seguido por el crecimiento de un segundo segmento de material unido al primer segmento; y disolver un tercer reactivo de gas en el líquido catalítico seguido por el crecimiento de un tercer segmento de material unido al segundo segmento; en donde, el primero, segundo y tercero segmentos están longitudinalmente adyacentes; ¦ en donde el segundo segmento se coloca entre el primero y tercero segmentos ; en donde al menos dos de los segmentos comprende materiales diferentes en composición; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 157. El método de conformidad con la reivindicación 156, caracterizado porque al menos dos de los reactivos de gas son los mismos; y en donde al menos dos de los segmentos comprenden el 144 mismo material . 158. El método de conformidad con la reivindicación 156: • caracterizado porque se forma una aleación liquida de cada uno de los reactivos de gas y el liquido catalítico; y en donde cada segmento de nanocable se forma durante la saturación de la aleación líquida con una especie del reactivo de gas correspondiente. 159. El método de conformidad con la reivindicación 156, caracterizado porque al menos uno de los reactivos de gas comprenden un vapor generado por ablación láser de la especie de crecimiento; y en donde al menos uno de los segmentos de nanocable comprende una combinación de especies en el vapor generado por láser y al menos otro reactivo de gas. 160. Un método para fabricar una heteroestructura de nanocable, caracterizado porque comprende: disolver un primer reactivo de gas en un líquido catalítico seguido por el crecimiento de un primer segmento de un primer material ; y disolver un segundo reactivo de gas en el líquido catalítico seguido por el crecimiento de un segundo segmento de un segundo material diferente en composición longitudinalmente adyacente al primer material; en donde el segundo reactivo de gas comprende un vapor generado por ablación láser de una especie de crecimiento; 145 en donde se forma una aleación líquida disimilar en composición de cada uno del reactivo de gas y el líquido catalítico; y en donde el segmento se forma durante la saturación de la aleación líquida con una especie del correspondiente reactivo de gas; en donde el segundo material comprende una combinación de especies en el primero y segundo reactivos de gas; y en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 161. Un método para fabricar un nanocable, caracterizado porque comprende : disolver un primer reactivo de gas en un líquido catalítico seguido por el crecimiento de un primer segmento del primer material; aplicar ablación por láser secuencial a una especie de crecimiento en presencia de un primer reactivo de gas, por ello formando un segundo reactivo de gas; disolver el segundo reactivo de gas en el líquido catalítico seguido por el crecimiento de un segundo segmento de un segundo material diferente en composición longitudinalmente adyacente al primer material; en donde el segundo material comprende una combinación de especies en el primero y segundo reactivos de gas; 146 en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 162. El método de conformidad con la reivindicación 161, caracterizado porque se forma una aleación liquida disimilar en composición de cada uno del reactivo de gas y el liquido catalítico; y en donde cada segmento se forma durante la saturación de la aleación líquida con una especie del correspondiente reactivo de gas . 163. Un método para fabricar un nanocable de superred semiconductor impurificado, caracterizado porque comprende: introducir un reactivo de gas en una cámara de reacción de un horno que contiene un substrato recubierto con un metal reactivo; calentar la cámara de reacción hasta una temperatura a la cual el metal en el substrato se haga líquido en al menos una gota; disolver el reactivo de gas en la gota líquida hasta la saturación donde la nucleación y el crecimiento de un primer segmento; y disolver un agente de impurificación y el reactivo de gas en la gota líquida hasta la saturación, en donde la nucleación y el crecimiento del segundo segmento impurificado se presenta en el primer segmento; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro 147 substancialraente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 164. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el substrato comprende un elemento seleccionado del grupo de elementos que consiste esencialmente de elementos del grupo III y grupo IV. 165. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el metal comprende oro. 166. El método de conformidad con la reivindicación 165, caracterizado porque el oro comprende oro coloidal. 167. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el substrato comprende silicio; y en donde el metal comprende oro. 168. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el horno comprende un tubo de reacción de horno de cuarzo . 169. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el reactivo de gas comprende una mezcla de H2 y SiCl4. 170. Un método para fabricar una heteroestructura de nanocable de superred Si/SiGe, caracterizado porque comprende : depositar Au en un substrato; colocar el substrato dentro del tubo de reacción del horno de cuarzo; introducir una mezcla de reactivo de gas de ¾ y SiCl4 en 148 el tubo de reacción; calentar el tubo de reacción a una temperatura a la cual el Au se hace líquido en al menos una gota de nanotamaño de una aleación Au-Si; y disolver el reactivo de gas en una gota líquida hasta la saturación donde la nucleación y el crecimiento de un segmento de Si se presenta; durante el proceso de crecimiento Si, generar un vapor de Ge a través de la ablación de un objetivo de Ge con un láser; depositar ambas especies Ge y Si en las gotas de aleación Au-Si hasta la saturación en donde la nucleación y el crecimiento del segmento SiGe se presenta en el segmento Si; en donde al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm. 171. El método de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque comprende además : pulsar el láser encendido y apagado; en donde se forma una superred Si/SiGe de una manera bloque por bloque. 172. El método de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque el substrato comprende un elemento seleccionado del grupo de elementos que consiste esencialmente de elementos del grupo III y del grupo IV. 149 ' 173. El método de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque el oro comprende oro coloidal. 174. El método de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porgue el substrato comprende silicio. 175. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque el diámetro de al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm no varía por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del segmento. 176. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque las transiciones del nanocable del primer segmento al segundo segmento sobre una distancia, están en el rango desde aproximadamente una capa atómica hasta aproximadamente 20 nm. 177. El método de conformidad con la reivindicación 176, caracterizado porque la transición del primer segmento al segundo segmento inicia en el punto hacia el segundo segmento donde la composición del primer segmento se reduce hasta aproximadamente 99% de la composición del primer segmento al centro del primer segmento. 178. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material substancialmente cristalino. 179. El método de conformidad con la reivindicación 178, 150 caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino . 180. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material semiconductor . 181. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende además impurificar al menos uno de los segmentos . 182. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque al menos uno de los segmentos que tiene un diámetro de menos de aproximadamente 200 nm tiene un diámetro en el rango desde aproximadamente 5 nm hasta aproximadamente 50 nm. 183. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque el segundo segmento está longitudinalmente adyacente al primer segmento. 184. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porgue el segundo segmento está coaxialmente adyacente al primer segmento . 185. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende además impurificar el primero y segundo segmentos 151 para formar una unión p-n. 186. El método de conformidad con la reivindicación 185, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor . 187. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende además impurificar uno de los segmentos para formar una unión p-i . 188. El método de conformidad con la reivindicación 187, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor . 189. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende impurificar uno de los segmentos para formar una unión i-n. 190. El método de conformidad con la reivindicación 189, caracterizado porque el nanocable comprende un dispositivo semiconductor. 191. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende acoplar eléctricamente un electrodo a al menos uno de los segmentos . 192. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque al menos uno de los segmentos comprende un material seleccionado 152 del grupo de elementos que consiste de elementos del grupo II, grupo III, grupo IV, grupo V, y grupo VI, y terciario y cuaternarios de los mismos. 193. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende además alojar al menos uno de los segmentos en una matriz de polímero. 194. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque comprende además depositar una funda sobre una porción de al menos uno de los segmentos . 195. El método de conformidad con la reivindicación 194, caracterizado porque la funda comprende un material amorfo. 196. El método de conformidad con la reivindicación 194, caracterizado porque la funda comprende un material substancialmente cristalino . 197. El método de conformidad con la reivindicación 196, caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino . 198. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, 160, 161, 163 ó 170, caracterizado porque el nanocable es un componente funcional de un dispositivo seleccionado del grupo de dispositivos que consisten esencialmente de dispositivos de espacio de banda de fonón, dispositivos de punto de partículas cuánticas, dispositivos 153 termoeléctricos, dispositivos fotónicos, accionadores nanoelectromecánicos , sensores nanoelectromecánicos, transistores de efecto de campo, detectores infrarrojos, diodos con efecto de túnel de resonancia, transistores de electrón sencillo, detectores infrarrojos, sensores magnéticos, dispositivos que emiten luz, moduladores ópticos, detectores ópticos, guías de onda óptica, acopladores ópticos, interruptores ópticos, y láser. 199. El método de conformidad con la reivindicación 144, 151, 155, 156, ISO, 161, 163 ó 170, caracterizado porque el nanocable es un elemento de una configuración de nanocables. 200. Un láser, caracterizado porque comprende: un nanocable que tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; y una fuente de bombeo. 201. El láser de conformidad con la reivindicación 200, caracterizado porque el nanocable comprende una pluralidad de segmentos de materiales diferentes en composición. 202. El láser de conformidad con la reivindicación 200, caracterizado porque la fuente de bombeo se configura para excitar una inversión de población en el nanocable. 203. El láser de conformidad con la reivindicación 200, caracterizado porque comprende adicionalmente un material de soporte; en donde el material de soporte se selecciona del grupo que consiste esencialmente de un material de soporte 154 sólido, un material de soporte líquido, un material de soporte de polímero, un material de soporte vidrioso, y un material de substrato . 204. El láser de conformidad con la reivindicación 200, caracterizado porque comprende además una cavidad de láser. 205. El láser de conformidad con la reivindicación 204, caracterizado porque la cavidad láser está contenida dentro del nanocable . 206. El láser de conformidad con la reivindicación 204, caracterizado porque el nanocable tiene extremos que funcionan como reflectores en la cavidad. 207. El láser de conformidad con la reivindicación 200, caracterizado porque la fuente de bombeo se selecciona del grupo que consiste esencialmente de una fuente óptica, una fuente eléctrica, una fuente térmica, una fuente de transferencia de energía, una fuente de plasma, un láser, y una lámpara intermitente. 208. El láser de conformidad con la reivindicación 200,. caracterizado porque el nanocable comprende un nanocable de heteroestructura coaxial que tiene un núcleo y una funda; y en donde la fuente de bombeo es una fuente eléctrica en la cual el flujo corre entre el núcleo y la funda. 209. El láser de conformidad con la reivindicación 208, caracterizado porque el nanocable de heteroestructura coaxial representa una unión p-n. 155 210. El láser de conformidad con la reivindicación 208, caracterizado porque se pone en contacto eléctrico el núcleo y se pone en contacto eléctrico la funda. 211. El láser de conformidad con la reivindicación 208, caracterizado porque el nanocable comprende un nanocable de heteroestructura longitudinal; y en donde la fuente de bombeo es una fuente eléctrica en la cual el flujo corre entre un segmento del nanocable de heteroestructura longitudinal . 212. El láser de conformidad con la reivindicación 211, caracterizado porque el nanocable de heteroestructura longitudinal representa una unión p-n. 213. Un láser, caracterizado porque comprende: una pluralidad de segmentos longitudinalmente adyacentes de materiales diferentes en composición que forman un nanocable; al menos una de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm,-Y una fuente de bombeo. 21 . Un nanoláser de conformidad con la reivindicación 213, caracterizado porque la fuente de bombeo se configura para excitar la inversión de población en un nanocable. 215. Un láser, caracterizado porque comprende: un nanocable con extremos substancialmente enfrentados 156 con una cara plana orientada substancialmente normal al eje de crecimiento longitudinal del nanocable, que tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; y una fuente de bombeo. 216. Un láser, caracterizado porque comprende: una pluralidad de segmentos longitudinalmente adyacentes de materiales diferentes en composición que forman un nanocable ; al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; Y una fuente de bombeo para excitar la inversión de población en el nanocable. 217. Un láser, caracterizado porque comprende: un nanocable que tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; y una fuente de bombeo; en donde la emisión del láser se dirige alejándose del nanocable en una dirección paralela al eje longitudinal del nanocable . 218. El láser de conformidad con la reivindicación 217, caracterizado porque el nanocable es un elemento en una configuración de nanocables. 219. El láser de conformidad con la reivindicación 218: 157 caracterizado porque los nanocables en la configuración se alinean en substancialmente la misma dirección; y en donde la emisión de láser de la configuración se dirige en dirección substancialmente en paralelo a los cables en la configuración. 220. Un láser, caracterizado porque comprende: un nanocable que tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; una pluralidad de puntos de partículas cuánticas dispuestos en el nanocable; y una fuente de bombeo. 221. El láser de conformidad con la reivindicación 220, caracterizado porque el nanocable comprende una pluralidad de segmentos de materiales diferentes en composición. 222. El láser de conformidad con la reivindicación 220, caracterizado porque la fuente de bombeo se configura para excitar la inversión de población en los puntos de partículas cuánticas . 223. Un láser, caracterizado porque comprende: una pluralidad de segmentos longitudinalmente adyacentes de materiales diferentes en composición que forman un nanocable ; al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; una pluralidad de puntos de partículas cuánticas 158 dispuestos en el nanocable; y una fuente de bombeo. 224. El láser de conformidad con la reivindicación 223, caracterizado porque la fuente de bombeo se configura para excitar la inversión de población en los puntos de partículas cuánticas . 225. Un láser, caracterizado porque comprende: una pluralidad de segmentos longitudinalmente adyacentes de materiales diferentes en composición que forman un nanocable; al menos uno de los segmentos tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; una pluralidad de puntos de partículas cuánticas dispuestos en el nanocable; y una fuente de bombeo para excitar la inversión de población en los puntos de partículas cuánticas . 226. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el nanocable comprende un material substancialmente cristalino. 227. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el material substancialmente cristalino es substancialmente monocristalino . 228. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el 159 nanocable tiene un diámetro en el rango desde aproximadamente 5 nm hasta aproximadamente 50 nm. 229. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el diámetro del nanocable no varia por más de aproximadamente 10% sobre la longitud del nanocable. 230. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el nanocable comprende un material seleccionado del grupo de elementos que consiste esencialmente de elementos del grupo II, grupo III, grupo IV, grupo V, y grupo VI, y terciarios y cuaternarios de los mismos . 231. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el nanocable se aloja en una matriz de polímero. 232. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el nanocable es un elemento de una configuración de nanocables. 233. El láser de conformidad con la reivindicación 238, 251, 253, 254, 255, 258, 261 ó 263, caracterizado porque la fuente de bombeo comprende una fuente de bombeo óptico. 234. El láser de conformidad con la reivindicación 233, caracterizado porque la fuente de bombeo óptico comprende un láser de bombeo. 235. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 160 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque la fuente de bombeo comprende una fuente de bombeo eléctrica. 236. El láser de conformidad con la reivindicación 235, caracterizado porque la fuente de bombeo eléctrico comprende un ánodo y un cátodo . 237. El láser de conformidad con la reivindicación 236, caracterizado porque el ánodo se conecta eléctricamente al nanocable . 238. El láser de conformidad con la reivindicación 237, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto óhmico. 239. El láser de conformidad con la reivindicación 237, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto directo. 240. El láser de conformidad con la reivindicación 236, caracterizado porque el cátodo se conecta eléctricamente al nanocable . 241. El láser de conformidad con la reivindicación 240, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto óhmico. 242. El láser de conformidad con la reivindicación 240, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto directo. 243. El láser de conformidad con la reivindicación 236, caracterizado porque el ánodo y el cátodo se conectan 161 eléctricamente al nanocable . 244. El láser de conformidad con la reivindicación 243, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto óhmico. 245. El láser de conformidad con la reivindicación 243, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto directo. 246. El láser de conformidad con la reivindicación 200, 213, 215, 216, 217, 220, 223 ó 225, caracterizado porque el nanocable tiene un primero y segundo extremos; y en donde el primero y segundo extremos tiene superficies reflectoras . 247. El láser de conformidad con la reivindicación 246, caracterizado porque el nanocable comprende una cavidad. 248. Un láser, caracterizado porque comprende: una nanoestructura de ZnO, cristalina sencilla, de caras múltiples, que tiene un diámetro substancialmente uniforme de menos de aproximadamente 200 nm; la nanoestructura tiene un primero y segundo extremos; el primer extremo comprende una interfaz epitaxial entre la nanoestructura y una substrato de zafiro del cual se extiende la nanoestructura; el primero y segundo extremos tiene caras reflectoras correspondientes ; en donde la nanoestructura funciona como una cavidad de 162 resonancia entre las caras de extremo. 249. El láser de conformidad con la reivindicación 248, caracterizado porque la nanoestructura se aloja en una matriz de polímero. 250. El láser de conformidad con la reivindicación 248, caracterizado porque la nanoestructura es un elemento de una configuración de nanoestructuras . 251. El láser de conformidad con la reivindicación 248, caracterizado porque comprenden además una fuente de bombeo. 252. El láser de conformidad con la reivindicación 251, caracterizado porque la fuente de bombeo comprende una fuente • de bombeo óptica. 253. El láser de conformidad con la reivindicación 252, caracterizado porque la fuente de bombeo óptica comprende un láser de bombeo. 254. El láser de conformidad con la reivindicación 251, caracterizado porque la fuente de bombeo comprende una fuente de bombeo eléctrica. 255. El láser de conformidad con la reivindicación 254, caracterizado porque la fuente de bombeo eléctrica comprende un ánodo y un cátodo . 256. El láser de conformidad con la reivindicación 255, caracterizado porque el ánodo se conecta eléctricamente a la nanoestructura . 257. El láser de conformidad con la reivindicación 255, 163 caracterizado porque el cátodo se conecta eléctricamente a la nanoestructura . 258. El láser de conformidad con la reivindicación 255, caracterizado porque el ánodo y el cátodo se conectan eléctricamente a la nanoestructura. 259. El láser de conformidad con la reivindicación 256, 257 ó 258, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto óhmico. 260. El láser de conformidad con la reivindicación 256, 257 o 258, caracterizado porque la conexión eléctrica comprende un contacto directo . 261. Una cavidad de láser, caracterizada porque comprende : una estructura de semiconductor capaz de exhibir efectos de confinamiento de partículas cuánticas; en donde la estructura de semiconductor comprende una cavidad de láser. 262. La cavidad de láser de conformidad con la reivindicación 261, caracterizado porque la estructura de semiconductor comprende un nanocable.