p Cientistas da Rice University descobriram uma liga bidimensional com um bandgap óptico que pode ser ajustado pela temperatura usada para cultivá-la. p O cientista do laboratório de materiais do arroz Pulickel Ajayan cultivou a liga de quatro componentes de molibdênio e tungstênio de metais de transição com enxofre e selênio calcogênios em um forno de deposição de vapor químico. Eles descobriram que mudanças na temperatura causaram mudanças sutis na maneira como os átomos se agrupam e também alteraram as propriedades que determinam como eles absorvem e emitem luz.

p Seus experimentos foram construídos com base no trabalho do laboratório do físico teórico de Rice, Boris Yakobson, que criou dezenas de modelos para prever como as várias combinações dos quatro elementos deveriam funcionar.

p O processo deve ser do interesse dos engenheiros que procuram torná-lo menor, dispositivos mais eficientes. Como o bandgap cai na faixa ótica do espectro eletromagnético, os pesquisadores disseram que células solares e diodos emissores de luz podem ser os primeiros beneficiários.

p O jornal aparece como matéria de capa na edição atual da Materiais avançados .

p A equipe liderada pelo co-autor e cientista pesquisador do Rice, Alex Kutana, gerou 152 modelos aleatórios do material que mostraram que o bandgap pode ser ajustado de 1,62 a 1,84 elétron-volts variando a temperatura de crescimento de 650 e 800 graus Celsius (1, 202 para 1, 472 graus Fahrenheit).

p A equipe experimental liderada por Sandhya Susarla então fabricou e testou os materiais termodinamicamente estáveis ​​em um forno em incrementos de 50 graus. Cientistas do Oak Ridge National Laboratory, liderados pelo pesquisador de pós-doutorado Jordan Hachtel, produziram imagens de microscópio que identificaram e detalharam a posição de cada átomo nos materiais.

p "Os laboratórios fizeram materiais 2-D com dois ou três componentes, mas não acreditamos que alguém tenha tentado quatro, "disse o co-autor e pesquisador de pós-doutorado de Rice, Chandra Sekhar Tiwary." Ter quatro componentes nos dá um grau adicional de liberdade. Com menos materiais, cada ajuste que você faz para mudar o bandgap o transforma em um material diferente. Não é o caso aqui. "

p "O que fizemos deve ser muito útil, "adicionou Susarla, um estudante de pós-graduação da Rice. "Para aplicações como células solares e LEDs, você precisa de um material que tenha um largo bandgap. "

p Tiwary disse que o material pode ser ajustado para cobrir todo o espectro de luz visível, de comprimentos de onda de 400 a 700 nanômetros. "Essa é uma gama enorme que podemos cobrir apenas mudando esta composição, "disse ele." Se escolhermos a composição corretamente, podemos atingir o bandgap correto ou o ponto de emissão correto. "

p "Esses materiais são indiscutivelmente os semicondutores 2-D mais importantes por causa de suas excelentes propriedades optoeletrônicas e baixo custo, "Kutana disse." Nossos cálculos de alto rendimento nos permitiram evitar suposições anteriores sobre como o bandgap de liga se comportou. O resultado surpreendente foi o quão regulares eram as mudanças de bandgap, resultando em propriedades ópticas que são úteis e previsíveis. "