Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha desarrollado un método para mejorar la eficiencia de la fotoluminiscencia del diselenuro de tungsteno, un semiconductor bidimensional, allanando el camino para la aplicación de tales semiconductores en dispositivos optoelectrónicos y fotónicos avanzados.

El diselenuro de tungsteno es un semiconductor de una sola molécula de espesor que forma parte de una clase emergente de materiales llamados dicalcogenuros de metales de transición (TMDC), que tienen la capacidad de convertir la luz en electricidad y viceversa, haciéndolos fuertes candidatos potenciales para dispositivos optoelectrónicos como células solares de película delgada, fotodetectores circuitos lógicos flexibles y sensores. Sin embargo, su estructura atómicamente delgada reduce sus propiedades de absorción y fotoluminiscencia, limitando así sus aplicaciones prácticas.

Al incorporar monocapas de diselenuro de tungsteno sobre sustratos de oro con trincheras nanométricas, el equipo de investigación, dirigido por el profesor Andrew Wee del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la NUS, mejoró con éxito la fotoluminiscencia del nanomaterial hasta en 20, 000 veces. Este avance tecnológico crea nuevas oportunidades para aplicar diselenuro de tungsteno como un material semiconductor novedoso para aplicaciones avanzadas.

Sra. Wang Zhuo, un candidato a doctorado de la NUS Graduate School for Integrative Sciences and Engineering (NGS) y primer autor del artículo, explicado, "Este es el primer trabajo que demuestra el uso de nanoestructuras plasmónicas de oro para mejorar la fotoluminiscencia del diselenuro de tungsteno, y hemos logrado una mejora sin precedentes de la eficiencia de absorción y emisión de luz de este nanomaterial ".

Profundizando en la importancia del método novedoso, El profesor Wee dijo:"La clave de este trabajo es el diseño de las plantillas de nanoarrays plasmónicos de oro. En nuestro sistema, las resonancias se pueden ajustar para que coincidan con la longitud de onda del láser de la bomba variando el tono de las estructuras. Esto es fundamental para el acoplamiento del plasmón con la luz para lograr un confinamiento de campo óptimo ".

La nueva investigación se publicó por primera vez en línea en la revista. Comunicaciones de la naturaleza el 6 de mayo de 2016.

El siguiente paso

El novedoso método desarrollado por el equipo de NUS, en colaboración con investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur y el Imperial College, abre una nueva plataforma para investigar nuevas propiedades eléctricas y ópticas en el sistema híbrido de oro con diselenuro de tungsteno. Avanzando El equipo de investigación seguirá investigando la eficacia del plasmón de oro lateral para mejorar la generación de segundo armónico y la electroluminiscencia de los TMDC. También investigarán estos efectos en otros dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales con diferentes intervalos de banda, ya que se espera que muestren diferentes mecanismos de interacción.