Son 50, 000 veces más delgado que un cabello humano y solo unos pocos átomos de espesor:los materiales bidimensionales son las sustancias más delgadas que se pueden fabricar hoy en día. Tienen propiedades completamente nuevas y se consideran el próximo gran paso en la tecnología moderna de semiconductores. En el futuro, podrían usarse en lugar de silicio en chips de computadora, diodos emisores de luz y células solares. Hasta ahora, el desarrollo de nuevos materiales bidimensionales se ha limitado a estructuras con capas de enlaces químicos rígidos en dos direcciones espaciales, como una hoja de papel en una pila. Ahora por primera vez un equipo de investigación de las universidades de Marburg, Giessen y Paderborn, dirigido por la Dra. Johanna Heine (Química Inorgánica, Philipps University of Marburg) ha superado esta limitación utilizando un concepto innovador. Los investigadores desarrollaron un cristal híbrido orgánico-inorgánico que consta de cadenas en una sola dirección, sin embargo, todavía forma capas bidimensionales a pesar de esto. Esto hace posible combinar diferentes componentes de material, como piezas en un juego de construcción, para crear materiales a medida con propiedades innovadoras.

En este proyecto, el equipo de investigación combinó las ventajas de los materiales bidimensionales y las perovskitas híbridas:la perovskita mineral del mismo nombre es bien conocida por sus propiedades optoelectrónicas, y se puede combinar con otros materiales para mejorar estas características. "Lo que tiene de especial es que ofrece opciones completamente nuevas para el diseño específico de futuros materiales funcionales, "dice la Dra. Johanna Heine, químico y líder de grupo de investigación junior en la Universidad de Marburg, describiendo esta área de investigación de gran actualidad que tiene un gran potencial de aplicación. "Este efecto físico, descubierto por primera vez aquí, podría hacer posible ajustar el color de las futuras tecnologías de iluminación y visualización de una manera simple y específica, "dice el físico Philip Klement, autor principal y estudiante de doctorado en el grupo de investigación dirigido por el profesor Sangam Chatterjee en la Universidad Justus Liebig de Giessen (JLU).

El trabajo se llevó a cabo en una colaboración interdisciplinaria:el equipo de la Dra. Johanna Heine en la Universidad de Marburg desarrolló por primera vez la síntesis química y creó el material como un solo cristal a granel. Philip Klement y el equipo del profesor Chatterjee en JLU luego usaron estos cristales para producir capas individuales atómicamente delgadas y las investigaron usando espectroscopía láser óptica. Encontraron una emisión de luz espectralmente de banda ancha ("blanca"), cuya temperatura de color se puede ajustar cambiando el grosor de la capa. Trabajando en estrecha colaboración con el profesor Stefan Schumacher y su equipo de físicos teóricos en la Universidad de Paderborn, los investigadores realizaron un estudio microscópico del efecto y pudieron mejorar las propiedades del material.

De esta forma los investigadores pudieron cubrir todo el proceso desde la síntesis del material y la comprensión de sus propiedades, para modelar las propiedades. Sus hallazgos han sido publicados en la revista especializada Materiales avanzados .