I gadget sono destinati a diventare flessibili, altamente efficiente e molto più piccolo, a seguito di una svolta nella misurazione di materiali "meraviglia" bidimensionali dell'Università di Warwick.

Il dottor Neil Wilson del Dipartimento di Fisica ha sviluppato una nuova tecnica per misurare le strutture elettroniche di pile di materiali bidimensionali:piatti, atomicamente sottile, altamente conduttivo, e materiali estremamente resistenti – per la prima volta.

Più strati sovrapposti di materiali 2-D, noti come eterostrutture, creano dispositivi optoelettronici altamente efficienti con carica elettrica ultraveloce, che può essere utilizzato in nano-circuiti, e sono più resistenti dei materiali utilizzati nei circuiti tradizionali.

Sono state create varie eterostrutture utilizzando diversi materiali 2-D e l'impilamento di diverse combinazioni di materiali 2-D crea nuovi materiali con nuove proprietà.

La tecnica del dottor Wilson misura le proprietà elettroniche di ogni strato in una pila, consentendo ai ricercatori di stabilire la struttura ottimale per il più veloce, trasferimento più efficiente di energia elettrica.

La tecnica utilizza l'effetto fotoelettrico per misurare direttamente il momento degli elettroni all'interno di ogni strato e mostra come questo cambia quando gli strati vengono combinati.

La capacità di comprendere e quantificare come funzionano le eterostrutture di materiali 2-D e di creare strutture di semiconduttori ottimali apre la strada allo sviluppo di nanocircuiti altamente efficienti, e più piccolo, flessibile, gadget più indossabili.

L'energia solare potrebbe essere rivoluzionata anche con le eterostrutture, poiché gli strati atomicamente sottili consentono un forte assorbimento e un'efficiente conversione di potenza con una quantità minima di materiale fotovoltaico.

Il dott. Wilson commenta il lavoro:"È estremamente emozionante poter vedere, per la prima volta, come le interazioni tra strati atomicamente sottili modificano la loro struttura elettronica. Questo lavoro dimostra anche l'importanza di un approccio internazionale alla ricerca; non saremmo stati in grado di raggiungere questo risultato senza i nostri colleghi negli Stati Uniti e in Italia".

Il dottor Wilson ha lavorato alla formulazione della tecnica in collaborazione con i colleghi dei gruppi teorici dell'Università di Warwick e dell'Università di Cambridge, all'Università di Washington a Seattle, e la Sorgente Luminosa Elettra, vicino a Trieste in Italia.

Comprendere come le interazioni tra gli strati atomici modificano la loro struttura elettronica ha richiesto l'aiuto di modelli computazionali sviluppati dal dott. Nick Hine, anche dal Dipartimento di Fisica di Warwick.