Un equipo de científicos de la Facultad de Química y la Facultad de Ciencia de Materiales, MSU, junto con colegas extranjeros, descubrió que láminas bidimensionales de telururo de cadmio pueden plegarse espontáneamente en nanopergaminos. Este efecto se puede utilizar en electrónica y fotónica. Los resultados del estudio se publicaron en Química de Materiales .

En el curso del estudio, el equipo se centró en materiales semiconductores 2-D. Estos incluyen grafeno, fosforeno, Capas bidimensionales de bisulfuro de molibdeno, y perovskitas 2-D que recientemente han atraído mucha atención por parte de los científicos. Estos materiales son cristales de un átomo de espesor con propiedades electrónicas bidimensionales. Los investigadores creen que pueden utilizarse para el desarrollo de nuevos dispositivos.

"Estudiamos el telururo de cadmio 2-D CdTe y descubrimos un efecto inesperado de plegamiento espontáneo de sus láminas ultrafinas (de solo 1 nm) que también se denominan pozos cuánticos coloidales. "dijo Roman Vasiliev, un coautor del trabajo, Doctor. de Ciencias Químicas, y Profesor Asociado de la Facultad de Química y la Facultad de Ciencia de Materiales, MSU.

Los pozos cuánticos coloidales son una nueva generación de puntos cuánticos coloidales. Los puntos cuánticos se distinguen por sus propiedades luminiscentes y se utilizan en dispositivos comerciales, como televisores. Pozos cuánticos, un tipo 2-D de puntos cuánticos, se están estudiando hoy, pero ya sabemos que poseen bandas de luminiscencia muy estrechas, lo cual es importante para la reproducción de colores brillantes en dispositivos emisores de luz.

El equipo estudió las propiedades de las láminas 2-D de telururo de cadmio intercambiando moléculas orgánicas adheridas a su superficie y asegurando la estabilidad de las nanopartículas. Para sintetizar telururo de cadmio 2-D, los científicos utilizaron el método coloidal y los obtuvieron en un matraz. Los científicos obtuvieron nanopartículas de telururo de cadmio en un disolvente orgánico en presencia de tensioactivos. Al cambiar las condiciones de la reacción, hicieron crecer las partículas en láminas de un nanómetro de espesor.

En primer lugar, los autores del trabajo cultivaron láminas planas bidimensionales cubiertas con ácido oleico como estabilizador. Lograron obtener láminas con una longitud que alcanzaba los cientos de nanómetros y un grosor de un nanómetro. El equipo comenzó a reemplazar las moléculas de ácido oleico con otras moléculas orgánicas y a analizar tamaños y formas de las nanopartículas obtenidas. así como su composición y estructura cristalina. En este punto, utilizaron un microscopio electrónico de transmisión.

En el curso del estudio, el equipo descubrió que cuando se usa un tipo específico de estabilizador (tioles), hojas planas de telururo de cadmio se pliegan repentinamente en pergaminos perfectos. Cuando se adjunta a la superficie de una hoja, Las moléculas de tiol aumentan su espesor en una monocapa (0,15 nm) y provocan tensiones mecánicas. hacer que la hoja se doble en una determinada dirección cristalográfica. El plegado tiene lugar para todas las nanopartículas a la vez, y el radio del pliegue es el mismo para todas las nanoestructuras.

"El estudio abre nuevas perspectivas para la manipulación de materiales bidimensionales y nanopartículas. El efecto de plegado fue una sorpresa para nosotros. Se asemeja al proceso de hacer origami, pero en este caso, las hojas tienen un nanómetro de espesor. Saber cambiar la forma espacial de las nanopartículas, podríamos utilizarlos en la fabricación de materiales ópticos con comportamiento anisotrópico y luminiscencia polarizada. Podríamos crear matrices emisoras de luz activas para pantallas que reducirían el consumo de energía y aumentarían el brillo y la intensidad de varios dispositivos. Quizás, también podríamos desarrollar nuevos nano-dispositivos, por ejemplo, transistores en forma de tubo. Estas interesantes propiedades pueden ser de utilidad en las nuevas generaciones de dispositivos sensores y emisores de luz, así como en tecnologías y nanotecnologías ópticas y optoelectrónicas, "concluyó el científico.