Investigadores en China, han encontrado una forma conveniente de preparar selectivamente nanoestructuras de sulfuro de germanio, incluidas nanohojas y nanocables, que son más activos que sus contrapartes a granel y podrían abrir el camino a una optoelectrónica más segura y de menor costo, conversión de energía solar y circuitos informáticos más rápidos.

Monosulfuro de germanio, GeS, está emergiendo como uno de los materiales semiconductores "IV-VI" más importantes con potencial en aplicaciones optoelectrónicas para telecomunicaciones e informática, y como absorbente de luz para su uso en la conversión de energía solar. Una propiedad importante es su toxicidad e impacto ambiental mucho más bajos en comparación con otros semiconductores fabricados con cadmio. plomo y mercurio. Es menos costoso que otros materiales fabricados con elementos de metales nobles y raros. En efecto, Glassy GeS se ha utilizado en láseres, dispositivos de fibra óptica y lentes infrarrojos, así como discos ópticos regrabables y dispositivos de memoria no volátil durante varios años. También se usa ampliamente como un electrolito sólido en dispositivos de memoria de acceso aleatorio (RAM) de puentes conductores.

El repertorio de este material podría ampliarse mucho más con el control extra que podría permitir su uso como sistemas nanoestructurados. Liang Shi y Yumei Dai de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, en Hefei, señalan que la investigación en esta área se ha quedado rezagada con respecto a otros semiconductores IV-VI. Esperan cambiar eso y se han centrado en cómo se podrían formar fácilmente nanohojas y nanocables de GeS. Han utilizado difracción de rayos X en polvo, microscopio de transmisión por electrones, espectrometría de rayos X de dispersión de energía y microscopía electrónica de barrido para investigar la estructura, morfología, composición y propiedades de absorción óptica de sus muestras.

El equipo utilizó una química "húmeda" simple para sintetizar sus productos utilizando el complejo de dicloruro de germanio-dioxano, tiourea y oleilamina (OLA) como materias primas. Los ingredientes se mezclaron en un matraz de reacción sellado. se chorreó con ultrasonido para excluir el aire y luego se agitó y calentó. El equipo pudo hacer nanohojas de GeS de esta manera si el proceso se llevó a cabo durante varias horas a 593 Kelvin. A mayor temperatura, 613 Kelvin, encontraron que las hojas se enrollan en nanocables. En efecto, el tiempo de calentamiento y la temperatura precisos les permitieron controlar la estructura del producto final. El equipo sugiere que el enrollado de las nanoláminas en nanocables es impulsado por la tensión superficial entre la lámina y las moléculas de OLA durante el calentamiento.

Habiendo probado la integridad estructural de sus nanocables y nanohojas GeS, el equipo construyó varios dispositivos de prueba, una unidad fotosensible, que utilizaron para evaluar las propiedades ópticas y electrónicas de los productos. El equipo dice que han demostrado un "comportamiento de fotorrespuesta sobresaliente". Esto "indica el uso potencial de nanohojas y nanocables de GeS sintetizados en sistemas de conversión de energía solar, como la fabricación de dispositivos fotovoltaicos ".