I ricercatori della Purdue University hanno sviluppato nuove eterostrutture che potrebbero realizzare dispositivi optoelettrici, come pannelli solari e sensori, più efficiente.
Le eterostrutture sono realizzate impilando strati di materiali bidimensionali. Qui, i ricercatori hanno impilato due materiali molto sottili, disolfuro di tungsteno e grafene, per vedere se avrebbero lavorato insieme per creare elettricità.
"Se volessi aggiungere un materiale diverso sopra il silicio, che viene spesso utilizzato nelle celle solari, sarebbe molto difficile perché ci sarebbe una discrepanza tra i materiali, " ha detto Libai Huang, un professore di chimica al Purdue's College of Science, che ha condotto la ricerca. "Ma questi strati atomicamente sottili ti permettono di costruire come i Lego. Questo apre molti nuovi modi di progettare funzionalità".
Grafene, che è una forma di carbonio, è bravo a spostare gli elettroni. Gli atomi di carbonio formano legami che gli elettroni possono usare per muoversi rapidamente; più velocemente si muovono gli elettroni, più efficiente è la corrente elettrica che creano. Per confronto, gli elettroni possono muoversi più di 1, 000 volte più veloce nel grafene che nel silicio.
Utilizzando l'interazione tra grafene e disolfuro di tungsteno per generare una corrente, anche se, era una nuova idea.
Il disolfuro di tungsteno ha un bandgap, un intervallo di energia in cui non possono esistere elettroni, che determina l'energia minima che può essere assorbita. Il bandgap del disolfuro di tungsteno è di due elettronvolt, ciò significa che solo la luce con più di due elettronvolt può essere assorbita. Aggiungendo uno strato di grafene, Il team di Huang è stato in grado di spostare l'elettrone dal grafene al disolfuro di tungsteno, che richiede meno energia rispetto al bandgap. Ciò significa che anche la luce con meno di due elettronvolt potrebbe essere utilizzata per creare energia.
Le applicazioni non si limitano solo alle celle solari, disse Huang. Questo meccanismo potrebbe essere utilizzato per creare nuove proprietà nei materiali utilizzati nei transistor, sensori e altro.
