El futuro de las películas y la fabricación puede estar en 3-D, pero la electrónica y la fotónica van en 2-D; específicamente, materiales semiconductores bidimensionales.
Uno de los últimos avances en estos campos se centra en el disulfuro de molibdeno MoS2, un semiconductor bidimensional que, aunque se usa comúnmente en lubricantes y aleaciones de acero, todavía se está explorando en optoelectrónica.
Recientemente, los ingenieros colocaron una sola capa de moléculas de MoS2 encima de una estructura fotónica llamada nanocavidad óptica hecha de óxido de aluminio y aluminio. Una nanocavidad es una disposición de espejos que permite que los haces de luz circulen en caminos cerrados. Estas cavidadesayúdenos a construir cosas como láseres y fibras ópticas utilizadas para comunicaciones.
Los resultados, descritos en el documento "Monocapas MoS2 sobre nanocavidades: mejora en la interacción de la materia luminosa" publicado en abril por la revista Materiales 2D , son prometedores. La nanocavidad MoS2 puede aumentar la cantidad de luz que absorben los materiales semiconductores ultrafinos. A su vez, esto podría ayudar a la industria a continuar fabricando dispositivos electrónicos más potentes, eficientes y flexibles.
"La nanocavidad que hemos desarrollado tiene muchas aplicaciones potenciales", dice Qiaoqiang Gan, PhD, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo ". Potencialmente podría usarse para crear una energía solar más eficiente y flexiblepaneles y fotodetectores más rápidos para cámaras de video y otros dispositivos. Incluso se puede usar para producir combustible de hidrógeno a través de la división del agua de manera más eficiente ".
Una sola capa de MoS2 es ventajosa porque, a diferencia de otro material bidimensional prometedor, el grafeno, su estructura de banda prohibida es similar a los semiconductores utilizados en LED, láseres y células solares.
"En experimentos, la nanocavidad fue capaz de absorber casi el 70 por ciento del láser que proyectamos sobre ella. Su capacidad para absorber la luz y convertirla en energía disponible podría ayudar a la industria a continuar con dispositivos electrónicos más eficientes en energía", dijoHaomin Song, candidato a doctorado en el laboratorio de Gan y co-investigador principal del artículo.
La industria ha seguido el ritmo de la demanda de dispositivos optoelectrónicos más pequeños, más delgados y más potentes, en parte, al reducir el tamaño de los semiconductores utilizados en estos dispositivos.
Sin embargo, un problema para los dispositivos optoelectrónicos de recolección de energía es que estos semiconductores ultrafinos no absorben la luz tan bien como los semiconductores a granel convencionales. Por lo tanto, existe una compensación intrínseca entre la capacidad de absorción óptica de los semiconductores ultrafinos y su grosor.
La nanocavidad, descrita anteriormente, es una posible solución a este problema.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Cory Nealon. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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