Un material hecho de polímero semiconductor colocado sobre grafeno conduce la carga eléctrica extremadamente bien y puede permitir nuevos dispositivos electrónicos. Este trabajo apareció en la portada de la revista. Materiales funcionales avanzados . Crédito:David Barbero
Grafeno:una hoja de carbono de un átomo de espesor con propiedades eléctricas muy deseables. flexibilidad y resistencia:muestra una gran promesa para la electrónica del futuro, células solares avanzadas, revestimientos protectores y otros usos, y combinarlo con otros materiales podría ampliar aún más su gama.
Los experimentos en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía analizaron las propiedades de los materiales que combinan el grafeno con un tipo común de polímero semiconductor. Descubrieron que una película delgada del polímero transportaba la carga eléctrica incluso mejor cuando se cultiva en una sola capa de grafeno que cuando se coloca sobre una capa delgada de silicio.
"Nuestros resultados se encuentran entre los primeros en medir el transporte de carga en estos materiales en la dirección vertical, la dirección en la que viaja la carga en dispositivos fotovoltaicos orgánicos como células solares o diodos emisores de luz". "dijo David Barbero de la Universidad de Umeå en Suecia, líder del equipo de investigación internacional que realizó los experimentos en la fuente de luz de radiación sincrotrón de Stanford (SSRL) de SLAC, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE. "El resultado era algo esperado, porque el grafeno y el silicio tienen diferentes estructuras cristalinas y propiedades eléctricas ".
Pero el equipo también descubrió algo muy inesperado, él dijo.
Aunque se creía ampliamente que una película de polímero más delgada debería permitir a los electrones viajar más rápido y de manera más eficiente que una película más gruesa, Barbero y su equipo descubrieron que una película de polímero de unos 50 nanómetros de espesor conducía la carga unas 50 veces mejor cuando se depositaba sobre grafeno que la misma película de unos 10 nanómetros de espesor.
Los estudios realizados en la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford revelaron que cuando se deposita sobre grafeno, una película de polímero más gruesa (arriba) conducía la carga significativamente mejor que una película de polímero más delgada (abajo). Esto se debe probablemente a que la orientación de los cristalitos del polímero dentro de la película gruesa permite la formación de una ruta continua para que fluya la carga. Crédito:David Barbero
El equipo concluyó que la estructura de la película más gruesa, que consiste en un mosaico de cristalitos orientados en diferentes ángulos, probablemente forma una vía continua de cristales interconectados. Esta, ellos teorizan, permite un transporte de carga más fácil que en una película delgada normal, cuyo delgado, Las estructuras cristalinas en forma de placa están orientadas en paralelo a la capa de grafeno.
Controlando mejor el espesor y la estructura cristalina de la película semiconductora, Puede ser posible diseñar dispositivos electrónicos orgánicos basados en grafeno aún más eficientes.
"Los campos con más probabilidades de beneficiarse de este trabajo son probablemente los dispositivos fotovoltaicos de próxima generación y los dispositivos electrónicos flexibles, "dijo Barbero." Debido a que el grafeno es delgado, ligero y flexible, hay una serie de aplicaciones potenciales ".
