En una nueva publicación de Avances optoelectrónicos , investigadores dirigidos por el profesor Han Zhang de la Universidad de Shenzhen, Shenzhen, Porcelana, considere si los puntos cuánticos de boro superan al grafeno en propiedades térmicas.

El descubrimiento del grafeno en 2004 abrió la puerta a las posibilidades de los materiales bidimensionales. Se han informado varios materiales bidimensionales desde entonces, (fósforo negro, sulfuros de metales de transición, aisladores topológicos, MXene, etc.), pero el grafeno todavía se estudia ampliamente debido a sus excelentes propiedades optoelectrónicas. La conductividad térmica del grafeno puro de una sola capa con pocos defectos es tan alta como 5300 W / mK, que es el material térmico con mayor potencial conocido. Dado que las propiedades de los materiales están estrechamente relacionadas con su estructura atómica, cabe preguntarse si existen nuevos materiales con propiedades térmicas superiores a las del grafeno. Algunos investigadores han utilizado la función de Green de no equilibrio y el método de los primeros principios para demostrar que la conductividad térmica del borofeno puede superar a la del grafeno. lo que implica que el boro tiene un alto potencial para aplicaciones térmicas. Debido a la dificultad de fabricar borofeno, No ha habido informes experimentales relevantes sobre las propiedades térmicas hasta la fecha. En este artículo actual, El grupo de investigación del profesor Han Zhang describe la preparación de puntos cuánticos de boro, e indirectamente demostró las propiedades térmicas de los materiales de boro mediante la combinación de interruptores termoópticos. Los resultados se han aplicado con éxito a los campos de los moduladores totalmente ópticos y la ingeniería láser. Los experimentos de los autores demuestran que los materiales de boro son prometedores para la conversión fototérmica y las aplicaciones de conducción térmica superan a las del grafeno. El grupo de investigación prevé realizar más investigaciones sobre las propiedades térmicas del borofeno.

El grupo de investigación del profesor Han Zhang propone la preparación de material de puntos cuánticos de boro mediante el método de exfoliación en fase líquida. La microscopía electrónica de alta resolución y la microscopía de fuerza atómica se utilizaron para probar la preparación exitosa de puntos cuánticos de boro. La termografía se utilizó para registrar y analizar las características de conversión fototérmica y la estabilidad de los puntos cuánticos de boro. Los resultados experimentales muestran que los puntos cuánticos de boro tienen una excelente estabilidad térmica (Figura 1a). El tiempo de respuesta del modulador totalmente óptico basado en el efecto termoóptico está estrechamente relacionado con la generación de calor y la difusión térmica. Los autores utilizaron este método para comparar indirectamente las características fototérmicas del material de boro con las del grafeno y realizaron con éxito el modulador de intensidad y fase totalmente óptico. Los tiempos de subida y bajada del modulador totalmente óptico basado en grafeno son 9,1 ms y 3,2 ms, respectivamente. En el experimento descrito por este artículo, los tiempos de subida y bajada del modulador totalmente óptico basado en puntos cuánticos de boro son 1,1 ms y 1,3 ms respectivamente (Figura 1b). Esto prueba que las propiedades térmicas de los puntos cuánticos de boro son mejores que las del grafeno, con más investigaciones necesarias para investigar más a fondo. Al aplicar el modulador totalmente óptico construido al resonador láser, se realiza el funcionamiento del láser de conmutación Q ópticamente controlado. En comparación con la aplicación de modulador acústico-óptico y modulador electro-óptico en el campo láser, este trabajo muestra una excelente monocromaticidad (0.04 nm) y frecuencia controlable, que tiene aplicaciones potenciales en los campos de conversión de frecuencia no lineal y comunicación totalmente óptica.