Nanodiscos de prata em dissulfeto de molibdênio em monocamada
O novo material promissor dissulfeto de molibdênio (MoS 2 ) tem um problema inerente repleto de ironia. O maior trunfo do material - a espessura da monocamada - também é seu maior desafio.
A estrutura ultrafina da Monolayer MoS2 é forte, leve, e flexível, tornando-o um bom candidato para muitas aplicações, como alto desempenho, eletrônica flexível. Um material semicondutor tão fino, Contudo, tem muito pouca interação com a luz, limitando o uso do material em aplicações de emissão e absorção de luz.
"O problema com esses materiais é que eles têm apenas uma monocamada de espessura, "disse Koray Aydin, professor assistente de engenharia elétrica e ciência da computação na McCormick School of Engineering da Northwestern University. "Portanto, a quantidade de material disponível para emissão ou absorção de luz é muito limitada. Para usar esses materiais em aplicações práticas fotônicas e optoelétricas, precisávamos aumentar suas interações com a luz. "
Aydin e sua equipe resolveram esse problema combinando nanotecnologia, Ciência de materiais, e plasmonics, o estudo das interações entre luz e metal. A equipe projetou e fabricou uma série de nanodiscos de prata e os arranjou de forma periódica no topo de uma folha de MoS2. Eles não apenas descobriram que os nanodiscos aumentaram a emissão de luz, mas eles determinaram o diâmetro específico do disco de maior sucesso, que tem 130 nanômetros.
"Sabemos que essas nanoestruturas plasmônicas têm a capacidade de atrair e reter luz em um pequeno volume, "disse Serkan Butun, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Aydin. "Agora mostramos que colocar nanodiscos de prata sobre o material resulta em doze vezes mais emissão de luz."
O uso de nanoestruturas - em oposição ao uso de um filme contínuo para cobrir o MoS 2 —Permite que o material retenha sua natureza flexível e propriedades mecânicas naturais.
Com o apoio do Centro de Pesquisa e Engenharia de Materiais da Northwestern e do Instituto de Sustentabilidade e Energia da Northwestern, a pesquisa é descrita na edição online de março de 2015 da Nano Letras . Butun é o primeiro autor do artigo. Sefaatiin Tongay, professor assistente de ciência de materiais e engenharia na Arizona State University, fornecido o MoS de monocamada de grande área 2 material utilizado no estudo.
Com propriedades aprimoradas de emissão de luz, MoS 2 pode ser um bom candidato para tecnologias de diodos emissores de luz. O próximo passo da equipe é usar a mesma estratégia para aumentar a capacidade de absorção de luz do material para criar um material melhor para células solares e fotodetectores.
"Este é um grande passo, mas não é o fim da história, "Disse Aydin." Pode haver maneiras de aumentar ainda mais a emissão de luz. Mas, até aqui, mostramos com sucesso que é realmente possível aumentar a emissão de luz de um material muito fino. "
