El futuro de las películas y la fabricación puede estar en 3-D, pero la electrónica y la fotónica se están volviendo 2-D; específicamente, materiales semiconductores bidimensionales.

Uno de los últimos avances en estos campos se centra en el disulfuro de molibdeno (MoS2), un semiconductor bidimensional que, mientras que se usa comúnmente en lubricantes y aleaciones de acero, todavía se está explorando en optoelectrónica.

Recientemente, Los ingenieros colocaron una sola capa de moléculas de MoS2 encima de una estructura fotónica llamada nanocavidad óptica hecha de óxido de aluminio y aluminio. (Una nanocavidad es una disposición de espejos que permite que los rayos de luz circulen en caminos cerrados. Estas cavidades nos ayudan a construir cosas como láseres y fibras ópticas que se utilizan para las comunicaciones).

Los resultados, descrito en el artículo "Monocapas de MoS2 en nanocavidades:mejora en la interacción luz-materia" publicado en abril por la revista Materiales 2D , son prometedores. La nanocavidad de MoS2 puede aumentar la cantidad de luz que absorben los materiales semiconductores ultrafinos. Sucesivamente, esto podría ayudar a la industria a seguir fabricando productos más potentes, dispositivos electrónicos eficientes y flexibles.

"La nanocavidad que hemos desarrollado tiene muchas aplicaciones potenciales, "dice Qiaoqiang Gan, Doctor, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo. "Podría usarse potencialmente para crear paneles solares más eficientes y flexibles, y fotodetectores más rápidos para cámaras de video y otros dispositivos. Incluso se puede usar para producir combustible de hidrógeno mediante la división del agua de manera más eficiente ".

Una sola capa de MoS2 es ventajosa porque, a diferencia de otro material bidimensional prometedor, grafeno su estructura de banda prohibida es similar a los semiconductores utilizados en los LED, láseres y células solares.

"En experimentos, la nanocavidad pudo absorber casi el 70 por ciento del láser que proyectamos sobre ella. Su capacidad para absorber luz y convertir esa luz en energía disponible podría, en última instancia, ayudar a la industria a continuar con dispositivos electrónicos más eficientes desde el punto de vista energético. "dijo Haomin Song, candidato a doctorado en el laboratorio de Gan y co-investigador principal del artículo.

La industria ha seguido el ritmo de la demanda de dispositivos optoelectrónicos más delgados y potentes, en parte, reduciendo el tamaño de los semiconductores utilizados en estos dispositivos.

Un problema para los dispositivos optoelectrónicos de captación de energía, sin embargo, Es que estos semiconductores ultrafinos no absorben la luz tan bien como los semiconductores a granel convencionales. Por lo tanto, Existe una compensación intrínseca entre la capacidad de absorción óptica de los semiconductores ultrafinos y su grosor.

La nanocavidad, descrito arriba, es una posible solución a este problema.