I ricercatori dell'Università di Valencia (UV) hanno modificato la fotoconduttanza delle nanoparticelle di ossido di tungsteno (WO ₃ ) in modo controllato. Questo ha potenziali applicazioni nella fotonica e nell'optomeccanica. I risultati sono stati pubblicati in Scienze avanzate .

La fotonduttanza è un noto fenomeno ottico ed elettrico per cui un materiale diventa un migliore conduttore elettrico dopo aver assorbito la luce. Meno di un decennio fa, i ricercatori hanno creato i primi materiali che diventano meno conduttivi dopo essere stati esposti alla luce. Questo fenomeno è chiamato fotoconduttanza inversa (IPC). È un comportamento fotoreattivo che esiste in pochi materiali, e che ha potenziali applicazioni nello sviluppo di dispositivi di memoria fotonica e non volatile a basso consumo energetico. L'effetto potrebbe anche essere estrapolato per creare nuovi tipi di sensori che possono essere regolati per diverse proprietà spettrali e da stampare direttamente su substrati di plastica.

Il gruppo di ricerca di Daniel Errandonea è riuscito a controllare e modificare la fotoconduttanza inversa in un materiale ibrido a base di nanoparticelle di ossido di tungsteno con un eccesso di cariche negative (tipo n), ricoperto da uno strato di ossido di rame (CuO) con un eccesso di cariche positive (tipo p). Ci sono riusciti sottoponendo il materiale ad alte pressioni con un dispositivo chiamato cella di diamante.

"Dal punto di vista pratico, quello che abbiamo fatto è regolare la fotorisposta del WO ₃ nanoparticelle, sia in grandezza che in segno, semplicemente modificando la struttura cristallina (e di conseguenza le proprietà elettroniche) applicando alta pressione. A seconda della pressione applicata, facciamo in modo che la conduttività del materiale aumenti o diminuisca con l'illuminazione, " spiega Erranonea.

Pubblicato in Scienze avanzate , il lavoro analizza la fotoconduttanza prodotta dall'alta pressione su WO ₃ nanocuboidi funzionalizzati con nanoparticelle di CuO. Per comprendere il fenomeno, i ricercatori hanno utilizzato una serie di tecniche sperimentali che richiedono l'uso di grandi installazioni di radiazione di sincrotrone. Di conseguenza, la fotoconduttanza è stata modificata in modo controllato e reversibile, e l'origine di IPC è stata compresa. Questo è un potente strumento per migliorare le prestazioni optomeccaniche di qualsiasi materiale ibrido. Fornisce inoltre uno strumento per migliorare le prestazioni dei dispositivi fotovoltaici in futuro, e attraverso l'assorbimento di energia solare, per generare energia dividendo l'acqua e abbattendo i contaminanti organici.