Investigadores del Trinity College Dublin, Irlanda ha demostrado que PtSe2, un dicalcogenuro de metal de transición poco estudiado tiene potencial para una variedad de usos. En particular, PtSe2 es un excelente sensor de gas de alto rendimiento, y la fabricación es compatible con las fundas de chips de silicio.

Investigadores de Graphene Flagship, trabajando en el centro AMBER en Trinity College Dublin, Irlanda en colaboración con investigadores de la Universidad de Siegen, Alemania, y Universidad de Viena, Austria, han demostrado sensores de gas ultrarrápidos y altamente sensibles que utilizan seleniuro de platino (PtSe2). Este material, un dicalcogenuro de metal de transición (TMD), tiene un potencial prometedor en diferentes áreas de la nanoelectrónica, incluida la optoelectónica y la detección. Esta investigación, publicado en ACS Nano , demuestra el potencial de PtSe2 en una variedad de aplicaciones, y presenta este material poco estudiado como un excelente candidato para una mayor investigación.

El nuevo TMD se creó utilizando un método de conversión de metal, en el que una fina película de platino se convierte en PtSe2 mediante conversión asistida térmicamente en vapor de selenio a 400 ° C. PtSe2 ahora se une a la creciente clase de TMD estables. Georg Duesberg, del Trinity College de Dublín, es el investigador principal del estudio. Dijo:"Realizamos un estudio de selección de materiales, para comprobar algunas combinaciones de materiales diferentes. La conversión de metales es útil en la búsqueda de nuevos materiales, porque es sencillo de hacer. De las otras combinaciones que funcionaron muchos se oxidan inmediatamente, por lo que no eran estables. Tuvimos mucha suerte de encontrar un punto óptimo con este material, y poder sintetizarlo a gran escala ".

Uno de los beneficios de PtSe2 es el método de fabricación, que es compatible con la fabricación de chips de silicio. "Cultivamos PtSe2 a 400 ° C, lo que lo hace potencialmente adecuado para el llamado procesamiento de back-end of line (BEOL). Esto significa que se puede combinar con arquitecturas de dispositivos existentes para agregar nuevas funcionalidades, "dijo Niall McEvoy, investigador del Trinity College de Dublín que realizó los experimentos de crecimiento. El procesamiento BEOL se produce después de la fabricación real de circuitos integrados de un chip de silicio, Es fundamental que la temperatura sea inferior a 450 ° C, para preservar la funcionalidad del circuito integrado. "Esto es muy interesante para el impulso del buque insignia hacia las aplicaciones industriales, "añadió Duesberg." Esto potencialmente se puede cultivar en la parte superior de un chip. Puede imaginarse utilizando este material para Internet de las cosas, sensores, etc. "

Para demostrar las posibles aplicaciones del nuevo material, los investigadores probaron su desempeño en la detección de NO2. "Todos nuestros materiales de cosecha propia se prueban como sensores de gas. PtSe2 mostró excelentes resultados, alta sensibilidad, excelente tiempo de respuesta y recuperación casi completa, "dijo Kangho Lee, un investigador del Trinity College de Dublín que realizó los experimentos de detección de gas. Las moléculas de gas adsorbidas en la superficie del PtSe2 cambian su conductividad, bajando la resistencia. Los investigadores encontraron que el PtSe2 tenía una sensibilidad extremadamente alta, midiendo 100 ppb de NO2 a temperatura ambiente. El sensor también fue extremadamente rápido para responder al gas, detectando pequeñas cantidades de gas en solo segundos, y recuperándose por completo en un minuto cuando se restableció la atmósfera inerte.

Para aplicaciones comerciales de detección, el sensor debe responder solo a gases específicos, para poder monitorear los cambios en las condiciones ambientales. McEvoy es optimista de que el PtSe2 puede tratarse para que tenga las propiedades de detección selectiva necesarias. "Con algunos pasos de procesamiento adicionales, para generar selectividad, PtSe2 podría usarse potencialmente en una amplia gama de aplicaciones de detección química industrial, ", dijo. Una ruta potencial para la detección selectiva podría ser la adición de grupos químicos que responden al gas elegido.