Los científicos que estudian capas delgadas de fósforo han descubierto propiedades sorprendentes que podrían abrir la puerta a las células solares y LED ultrafinos y ultraligeros.

El equipo usó cinta adhesiva para crear capas gruesas de un solo átomo, llamado fosforeno, de la misma forma sencilla que el descubrimiento del grafeno, ganador del premio Nobel.

A diferencia del grafeno, el fosforeno es un semiconductor, como el silicio, que es la base de la tecnología electrónica actual.

"Debido a que el fosforeno es tan delgado y liviano, crea posibilidades para hacer muchos dispositivos interesantes, como LED o células solares, "dijo el investigador principal, el Dr. Yuerui (Larry) Lu, de la Universidad Nacional de Australia (ANU).

"Muestra propiedades de emisión de luz muy prometedoras".

El equipo creó fosforeno usando repetidamente cinta adhesiva para pelar capas cada vez más delgadas de cristales de la forma cristalina negra del fósforo.

Además de crear semiconductores mucho más delgados y ligeros que el silicio, El fosforeno tiene propiedades de emisión de luz que varían ampliamente con el grosor de las capas. lo que permite mucha más flexibilidad para la fabricación.

"Esta propiedad nunca ha sido reportada antes en ningún otro material, "dijo el Dr. Lu, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de ANU, cuyo estudio se publica en la revista en serie Nature Luz:ciencia y aplicaciones .

"Al cambiar el número de capas, podemos controlar estrictamente la banda prohibida, que determina las propiedades del material, como el color del LED que haría.

"Puedes ver con bastante claridad bajo el microscopio los diferentes colores de la muestra, que te dice cuántas capas hay, "dijo el Dr. Lu.

El equipo del Dr. Lu descubrió que la brecha óptica para el fosforeno monocapa era de 1,75 electronvoltios, correspondiente a la luz roja de una longitud de onda de 700 nanómetros. A medida que se agregaron más capas, la brecha óptica disminuyó. Por ejemplo, por cinco capas, el valor de la brecha óptica fue de 0,8 electronvoltios, una longitud de onda infrarroja de 1550 nanómetros. Para capas muy gruesas, el valor fue de alrededor de 0,3 electronvoltios, una longitud de onda del infrarrojo medio de alrededor de 3,5 micrones.

El comportamiento del fosforeno en capas delgadas es superior al del silicio, dijo el Dr. Lu.

"Los estados de la superficie del fosforeno se minimizan, a diferencia del silicio, cuyos estados superficiales son graves e impiden que se utilice en un estado tan fino ".