Los físicos descubrieron un nuevo tipo de nanotubo que genera corriente en presencia de luz. Dispositivos como sensores ópticos y chips de imágenes infrarrojas son aplicaciones probables, que podrían ser útiles en campos como el transporte automatizado y la astronomía. En el futuro, si el efectose puede ampliar y ampliar la tecnología, podría conducir a dispositivos de energía solar de alta eficiencia.
Trabajando con un equipo internacional de físicos, el profesor de la Universidad de Tokio, Yoshihiro Iwasa, estaba explorando las posibles funciones de un nanotubo semiconductor especial cuando tuvo un momento de bombilla. Tomó esta bombilla proverbial que en realidad era un láser y la iluminónanotubos para descubrir algo esclarecedor. Ciertas longitudes de onda e intensidades de luz inducen una corriente en la muestra, esto se llama efecto fotovoltaico. Hay varios materiales fotovoltaicos, pero la naturaleza y el comportamiento de este nanotubo es causa de excitación.
"Esencialmente, nuestro material de investigación genera electricidad como paneles solares, pero de una manera diferente", dijo Iwasa. "Junto con el Dr. Yijin Zhang del Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido en Alemania, demostramos por primera vez que los nanomateriales podríansuperar un obstáculo que pronto limitará la tecnología solar actual. Por ahora, los paneles solares son tan buenos como pueden ser, pero nuestra tecnología podría mejorar sobre eso ".
El nanotubo inductor de corriente está hecho de láminas enrolladas de un material semiconductor especial basado en disulfuro de tungsteno WS2. Las láminas no inducen una corriente en presencia de luz a menos que se enrollen en tubos. Este es un comportamiento emergente,uno no intrínseco al material hasta que se modifique. Lo interesante es cómo se diferencia de los materiales fotovoltaicos existentes.
Generalmente, los paneles solares fotovoltaicos hacen uso de una determinada disposición de materiales llamada unión pn. Aquí es donde se unen dos tipos diferentes de materiales tipo p y tipo n, que por sí solos no generan una corriente en presenciade luz, pero cuando se colocan juntas, sí. La energía fotovoltaica basada en la unión de Pn ha mejorado en eficiencia durante los 80 años más o menos desde su descubrimiento. Sin embargo, se están acercando a sus límites teóricos debido en parte a su necesidad de la disposición de múltiplesmateriales.
Los nanotubos WS2 no dependen de una unión entre materiales para obtener el efecto fotovoltaico. Cuando se exponen a la luz, generan una corriente en toda su estructura o volumen. Esto se denomina efecto fotovoltaico a granel BPVE y ocurre como el WS2el nanotubo no es simétrico si lo invierte. Si fuera simétrico, la corriente inducida no tendría una dirección preferida y, por lo tanto, no fluiría. Por lo tanto, otros nanotubos simétricos, como los famosos nanotubos de carbono, no exhiben BPVEa pesar de ser grandes conductores eléctricos.
"Nuestra investigación muestra una mejora de un orden de magnitud completo en la eficiencia de BPVE en comparación con su presencia en otros materiales", continuó Iwasa. "Pero a pesar de esta gran ganancia, nuestro nanotubo WS2 aún no se puede comparar con el potencial generador de materiales de unión pn.Esto se debe a que el dispositivo es nanoscópico y será difícil de hacer más grande. Pero es posible y espero que los químicos estén inspirados para asumir ese desafío ".
A largo plazo, los investigadores esperan que este tipo de material pueda permitir la fabricación de paneles solares más eficientes. Pero dadas las previsibles limitaciones de tamaño a corto plazo, es más probable que se use en otras aplicaciones. BVPE podría usarse para crear mássensores ópticos o infrarrojos sensibles y de mayor fidelidad. Estos tienen aplicaciones adicionales en dispositivos de monitoreo integrados, automóviles autónomos cargados de sensores o incluso en sensores de imágenes para telescopios astronómicos.
"Mis colegas de todo el mundo y yo exploramos ansiosamente el potencial de esta tecnología sin precedentes", concluyó Iwasa. "Para mí, la idea de crear nuevos materiales más allá de cualquier cosa que la naturaleza pueda proporcionar es una recompensa fascinante por derecho propio".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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