El nitruro de carbono polimérico es un material orgánico con interesantes propiedades optoelectrónicas. Como fotocatalizador económico, puede usarse para facilitar la división del agua con la luz solar. Investigación conjunta de Helmholtz-Zentrum Berlin, la Universidad de Rostock y la Freie Universität Berlin, así comootros socios ahora han investigado por primera vez cómo la luz crea portadores de carga en esta clase de materiales y han establecido detalles sobre la movilidad y la vida útil de las cargas. Descubrieron características sorprendentes en sus investigaciones que ofrecen perspectivas para nuevas aplicaciones, junto con el grafeno, por ejemplo.
Los nitruros de carbono poliméricos son compuestos orgánicos sintetizados para formar un polvo amarillo de una miríada de nanocristales. La estructura cristalina se asemeja a la del grafito porque los grupos de nitruro de carbono están unidos químicamente solo en capas, mientras que las fuerzas débiles de Van der Waals proporcionan cohesión entre estosya se sabía que la luz es capaz de crear un par de agujeros de electrones en esta clase de materiales. Por lo tanto, ya ha habido numerosos intentos de emplear nitruros de carbono poliméricos como fotocatalizadores rentables para la división del agua con energía solar.los niveles de eficiencia hasta ahora se han mantenido relativamente bajos.
Ahora un equipo encabezado por el Dr. Christoph Merschjann HZB y Freie Universität Berlin y el Prof. Stefan Lochbrunner Universidad de Rostock han sondeado con precisión los procesos que ocurren durante la separación de carga inducida por la luz ". El resultado más interesanteha sido que las cargas se transportan básicamente solo a lo largo de una dimensión durante este proceso, perpendicular a las capas de grafito ", explica Merschjann. La luz crea un par de agujeros de electrones que posteriormente migra en direcciones opuestas. Usando espectroscopía de femtosegundos, así como otras espectroscópicasCon los métodos de dominio de tiempo, los investigadores pudieron realizar las primeras mediciones cuantitativas de movilidad y vida útil en los portadores de carga. Esto reveló que la movilidad de carga alcanza valores similares a los de los materiales semiconductores orgánicos convencionales. Además, los portadores de carga son de larga vida antesrecombinando de nuevo.
Los nitruros de carbono poliméricos no solo son no tóxicos y rentables, sino que también son extremadamente duraderos porque son químicamente muy estables y pueden soportar temperaturas de hasta aproximadamente 500 ° C. Por lo tanto, podrían emplearse componentes hechos de este tipo de compuestosen entornos que no son adecuados para la electrónica orgánica de hoy en día. Merschjann considera que la posibilidad de cultivar estos compuestos en sustratos ordenados, como el grafeno, por ejemplo, es especialmente interesante. Esto se debe a que el grafeno posee una conductividad extremadamente alta en el plano, mientras que los nitruros de carbono son principalmente perpendiculares"Los nitruros de carbono no tienen por qué temer la competencia con los materiales semiconductores orgánicos convencionales. Por el contrario, se podrían construir tipos completamente nuevos de componentes optoelectrónicos totalmente orgánicos utilizando su propiedad de ser esencialmente semiconductores unidimensionales", espera Merschjann.actualmente está trabajando en realizar mediciones directas de los portadores de carga en un r financiado por DFGproyecto de investigación en la Freie Universität Berlin.
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Materiales proporcionado por Freie Universitaet Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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