Los científicos han encontrado una nueva forma de controlar la luz emitida por semiconductores de cristal exóticos, lo que podría conducir a células solares más eficientes y otros avances en electrónica, según un estudio dirigido por Rutgers en la revista Materiales hoy .

Su descubrimiento involucra cristales llamados perovskitas híbridas, que consisten en materiales orgánicos e inorgánicos entrelazados, y han demostrado ser muy prometedores para su uso en células solares. El hallazgo también podría conducir a nuevas pantallas electrónicas, sensores y otros dispositivos activados por la luz y aportan una mayor eficiencia a un menor costo para la fabricación de optoelectrónica, que aprovechan la luz.

El equipo dirigido por Rutgers encontró una nueva forma de controlar la luz (conocida como fotoluminiscencia) emitida cuando las perovskitas son excitadas por un láser. La intensidad de la luz emitida por un cristal de perovskita híbrido se puede aumentar hasta 100 veces simplemente ajustando el voltaje aplicado a un electrodo en la superficie del cristal.

"A lo mejor de nuestro conocimiento, esta es la primera vez que la fotoluminiscencia de un material se ha controlado de forma reversible en un grado tan amplio con voltaje, "dijo el autor principal Vitaly Podzorov, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Rutgers en New Brunswick. "Previamente, para cambiar la intensidad de la fotoluminiscencia, tuviste que cambiar la temperatura o aplicar una enorme presión a un cristal, lo cual era engorroso y costoso. Podemos hacerlo simplemente dentro de un pequeño dispositivo electrónico a temperatura ambiente ".

Los semiconductores como estas perovskitas tienen propiedades que se encuentran entre las de los metales que conducen la electricidad y los aislantes no conductores. Su conductividad se puede ajustar en un rango muy amplio, haciéndolos indispensables para toda la electrónica moderna.

"Todos los maravillosos dispositivos y tecnologías electrónicos modernos que disfrutamos hoy en día, ya sea un teléfono inteligente, una tarjeta de memoria, potentes telecomunicaciones e internet, cámaras o supercomputadoras de alta resolución, han sido posibles en gran parte debido a las décadas de minuciosa investigación en física de semiconductores, ", Dijo Podzorov.

Comprender la fotoluminiscencia es importante para diseñar dispositivos que controlen, generar o detectar luz, incluidas las células solares, Luces LED y sensores de luz. Los científicos descubrieron que los defectos en los cristales reducen la emisión de luz y la aplicación de voltaje restaura la intensidad de la fotoluminiscencia.

Las perovskitas híbridas son más eficientes y mucho más fáciles y económicas de fabricar que las células solares comerciales estándar basadas en silicio. y el estudio podría ayudar a llevar a su uso generalizado, Podzorov dijo. Un siguiente paso importante sería investigar diferentes tipos de materiales de perovskita, lo que puede conducir a materiales mejores y más eficientes en los que la fotoluminiscencia se puede controlar en un rango más amplio de intensidades o con un voltaje más pequeño, él dijo.