p Uma história de capa que aparece no jornal revisado por pares Horizontes em nanoescala relata um novo material de bicamada, com cada camada medindo menos de um nanômetro de espessura, que algum dia poderia levar a uma emissão de luz mais eficiente e versátil. p Os pesquisadores que trabalham no Laboratório de Laser Ultrafast da Universidade de Kansas criaram com sucesso o material combinando camadas atomicamente finas de dissulfeto de molibdênio e dissulfeto de rênio.

p "Ambos absorvem luz muito bem como semicondutores, e ambos são muito flexíveis, podem ser esticados ou comprimidos, "disse Hui Zhao, professor associado de física e astronomia na KU, quem é o co-autor do artigo. “O objetivo de toda essa direção de pesquisa é produzir dispositivos emissores de luz, como LEDs que são ultrafinos - com apenas alguns nanômetros de espessura - e flexíveis o suficiente para serem dobrados. Mostramos através deste material de duas camadas, pode ser alcançado. "

p Para explicar a descoberta, Zhao compara o comportamento dos elétrons no novo material a uma sala de aula.

p "Pode-se pensar em um material como uma sala de aula cheia de alunos - que são os elétrons - um em cada cadeira, "disse ele." Sentado em uma cadeira, um aluno - ou elétron - não pode se mover livremente para conduzir eletricidade. A luz pode fornecer energia suficiente para sustentar alguns dos alunos, que agora pode se mover livremente e, como elétrons, para conduzir eletricidade. Este processo é a base para dispositivos fotovoltaicos, onde a energia da luz solar é capturada e convertida em eletricidade. "

p O pesquisador da KU disse que a emissão de luz envolve o processo inverso, em que um elétron em pé se senta em uma cadeira, liberando sua energia cinética na forma de luz.

p "Para fazer um bom material para dispositivos emissores de luz, não se precisa apenas dos elétrons que transportam energia, mas também os 'assentos' - chamados de buracos - para os elétrons se sentarem, " ele disse.

p Estudos anteriores de vários grupos, incluindo Zhao, produziram vários materiais de bicamada, empilhando diferentes tipos de folhas atômicas. Contudo, nestes materiais, os elétrons e os "assentos" existem em diferentes camadas atômicas.

p "Porque os elétrons não podem encontrar lugares facilmente, a eficiência de emissão de luz desses materiais de bicamada é muito baixa - mais de 100 vezes menor do que em uma camada atômica, " ele disse.

p Mas no novo material anunciado por Zhao e seus co-autores, "Todos os elétrons e seus assentos estarão em sua camada original, em vez de separar. A emissão de luz será muito mais forte. "

p Zhao e outros pesquisadores Matthew Bellus, Samuel Lane, Frank Ceballos e Qiannan Cui, todos os alunos de graduação em física da KU, e Ming Li e Xiao Cheng Zeng, da Universidade de Nebraska-Lincoln, criaram o novo material usando o mesmo método de "fita adesiva" de baixa tecnologia, pioneiro na criação de grafeno, o material de camada atômica única que ganhou seus criadores o Prêmio Nobel de Física em 2010.

p "Há um truque, "Zhao disse." Você usa fita adesiva para retirar uma camada do cristal e depois dobra a fita algumas vezes, então, quando você empurra a fita contra um substrato e rapidamente o descola, parte do material será deixado no substrato. Sob um microscópio, seções de camada de átomo único terão uma cor diferente por causa de sua espessura - muito parecido com uma fina película de óleo sobre água. "

p Os pesquisadores do Laboratório de Laser Ultrafast da KU, liderado por Bellus, o primeiro autor do artigo, em seguida, realizou a etapa mais desafiadora:empilhar a camada MoS2 em cima do ReS2, com uma precisão melhor do que um micrômetro. As folhas atomicamente finas foram conectadas pela chamada força de van der Waals, a mesma força que permite a uma lagartixa escalar uma vidraça lisa. "A força de van der Waals não é muito sensível ao arranjo atômico, "disse Zhao." Então, pode-se usar essas folhas atômicas para formar materiais multicamadas, de uma forma como Legos atômicos. "

p Depois que as amostras foram feitas, os membros da equipe usaram lasers ultrarrápidos para observar o movimento dos elétrons e assentos entre as duas camadas atômicas, e eles viram evidências claras de que os elétrons e as sedes podem se mover de MoS2 para ReS2, mas não na direção oposta.

p Ao fazer isso, a equipe confirmou cálculos teóricos realizados por Li e Zeng, que anteriormente havia analisado propriedades relacionadas de cerca de uma dúzia de folhas atômicas, e previu que bicamadas formadas por MoS2 e ReS2 seriam promissoras como base para a tecnologia LED.

p De acordo com Zhao, o objetivo final é desenvolver um método que permita o controle preciso da localização dos elétrons e das sedes entre as diferentes camadas atômicas, de forma que as propriedades eletrônicas e ópticas do material possam ser controladas e otimizadas.

p "Um dia gostaríamos de ver LEDs mais finos, mais eficiente em termos de energia e flexível, "disse ele." Pense em uma tela de computador ou telefone se você pudesse dobrá-la algumas vezes ou e colocá-la no bolso. "