Nanodiscos de plata sobre disulfuro de molibdeno monocapa
El nuevo y prometedor material disulfuro de molibdeno (MoS 2 ) tiene un problema inherente que está impregnado de ironía. El mayor activo del material, su espesor de monocapa, es también su mayor desafío.
La estructura ultrafina de Monocapa MoS2 es fuerte, ligero, y flexible, lo que lo convierte en un buen candidato para muchas aplicaciones, como de alto rendimiento, electrónica flexible. Un material semiconductor tan delgado, sin embargo, tiene muy poca interacción con la luz, limitar el uso del material en aplicaciones de emisión y absorción de luz.
"El problema con estos materiales es que tienen un grosor de una sola capa, "dijo Koray Aydin, profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Universidad Northwestern. "Por tanto, la cantidad de material disponible para la emisión o absorción de luz es muy limitada. Para utilizar estos materiales en aplicaciones fotónicas y optoeléctricas prácticas, necesitábamos incrementar sus interacciones con la luz ".
Aydin y su equipo abordaron este problema combinando nanotecnología, ciencia de los Materiales, y plasmónicos, el estudio de las interacciones entre la luz y el metal. El equipo diseñó y fabricó una serie de nanodiscos de plata y los dispuso de forma periódica sobre una hoja de MoS2. No solo encontraron que los nanodiscos mejoraban la emisión de luz, pero determinaron el diámetro específico del disco más exitoso, que es 130 nanómetros.
"Sabemos que estas nanoestructuras plasmónicas tienen la capacidad de atraer y atrapar la luz en un volumen pequeño, "dijo Serkan Butun, investigador postdoctoral en el laboratorio de Aydin. "Ahora hemos demostrado que colocar nanodiscos de plata sobre el material produce doce veces más emisión de luz".
El uso de nanoestructuras, en lugar de usar una película continua para cubrir el MoS 2 —Permite que el material conserve su naturaleza flexible y sus propiedades mecánicas naturales.
Con el apoyo del Centro de Ingeniería y Ciencia de Investigación de Materiales de Northwestern y el Instituto de Sostenibilidad y Energía de Northwestern, la investigación se describe en la edición en línea de marzo de 2015 de Nano letras . Butun es el primer autor del artículo. Sefaatiin Tongay, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Arizona, proporcionó el MoS monocapa de área grande 2 material utilizado en el estudio.
Con propiedades mejoradas de emisión de luz, MoS 2 podría ser un buen candidato para las tecnologías de diodos emisores de luz. El siguiente paso del equipo es utilizar la misma estrategia para aumentar las capacidades de absorción de luz del material para crear un mejor material para células solares y fotodetectores.
"Este es un gran paso, pero no es el final de la historia ", Dijo Aydin." Podría haber formas de mejorar aún más la emisión de luz. Pero, hasta aquí, hemos demostrado con éxito que de hecho es posible aumentar la emisión de luz de un material muy delgado ".
