Os pesquisadores, pela primeira vez, descobriram um mecanismo de estreitamento de bandgap confinado por quantum, onde a absorção de UV dos pontos quânticos de grafeno e nanopartículas de TiO2 pode ser facilmente estendida para a faixa de luz visível.

Tal mecanismo pode permitir o projeto de uma nova classe de materiais compostos para captação de luz e optoeletrônica.

Dr. Qin Li, Professor Associado no Centro de Engenharia Ambiental e Micro e Nanotecnologia de Queensland, diz que a aplicação na vida real disso seria células solares pintáveis ​​de alta eficiência e purificação de água usando luz solar.

"Onde quer que haja sol abundante, podemos escovar este nanomaterial para coletar energia solar e criar água limpa, " ela diz.

"Este mecanismo pode ser extremamente significativo para a coleta de luz. O que é mais importante é que descobrimos uma maneira fácil de conseguir isso, para fazer um material absorvente de UV para se tornar um absorvedor de luz visível, estreitando o bandgap. "

A luz visível representa 43 por cento da energia solar em comparação com apenas 5 por cento possuída pela luz ultravioleta.

Grandes esforços têm sido feitos para melhorar a absorção da luz visível pela titânia ou desenvolver materiais sensíveis à luz visível em geral.

Métodos usados ​​para titânia, incluindo dopagem de íons metálicos, dopagem de carbono, dopagem e hidrogenação de nitrogênio geralmente requerem condições rigorosas para obter o TiO2 modificado, como temperatura elevada ou alta pressão.

Em seu artigo inovador publicado em Comunicações Químicas , um jornal da Royal Society of Chemistry, os pesquisadores observaram que quando as partículas de TiO2 são misturadas com pontos quânticos de grafeno, o composto resultante absorve luz visível por um mecanismo de estreitamento de bandgap confinado por quantum.

"Ficamos muito entusiasmados em descobrir isso:quando dois materiais que absorvem UV, ou seja, TiO2 e pontos quânticos de grafeno, foram misturados, eles começaram a absorver na faixa visível, mais significativamente, o bandgap pode ser ajustado pelo tamanho dos pontos quânticos de grafeno, "diz o Dr. Li.

"Chamamos o fenômeno de 'estreitamento de bandgap confinado por quantum' e este mecanismo pode ser aplicável a todos os semicondutores, quando eles estão ligados com pontos quânticos de grafeno. O ajuste flexível de bandgap é extremamente desejável em dispositivos baseados em semicondutores. "

Este trabalho foi selecionado para ser destaque na capa interna da Comunicações Químicas hoje (14 de julho). O trabalho da equipe no mecanismo de fluorescência de pontos quânticos de grafeno recentemente também foi apresentado em Nanoescala .