Pesquisadores da Purdue University desenvolveram novas heteroestruturas que poderiam fazer dispositivos optoelétricos, como painéis solares e sensores, mais eficiente.
As heteroestruturas são feitas pelo empilhamento de camadas de materiais bidimensionais. Aqui, os pesquisadores empilharam dois materiais muito finos, dissulfeto de tungstênio e grafeno, para ver se eles trabalhariam juntos para criar eletricidade.
"Se você quiser adicionar um material diferente sobre o silício, que é frequentemente usado em células solares, seria muito difícil porque haveria uma incompatibilidade entre os materiais, "disse Libai Huang, professor de química no Purdue's College of Science, quem liderou a pesquisa. "Mas essas camadas atomicamente finas permitem que você construa como Legos. Isso abre muitas novas maneiras de projetar funcionalidade."
Grafeno, que é uma forma de carbono, é bom em mover elétrons. Os átomos de carbono formam ligações que os elétrons podem usar para se mover rapidamente; quanto mais rápido os elétrons se movem, mais eficiente é a corrente elétrica que eles criam. Para comparação, elétrons podem se mover mais de 1, 000 vezes mais rápido no grafeno do que no silício.
Usando a interação entre grafeno e dissulfeto de tungstênio para gerar uma corrente, no entanto, foi uma ideia nova.
Dissulfeto de tungstênio tem um bandgap, uma faixa de energia onde nenhum elétron pode existir, que dita a energia mínima que pode ser absorvida. O bandgap do dissulfeto de tungstênio é de dois elétron-volts, o que significa que apenas a luz com mais de dois elétron-volts pode ser absorvida. Ao adicionar uma camada de grafeno, A equipe de Huang foi capaz de mover o elétron do grafeno para o dissulfeto de tungstênio, o que requer menos energia do que o bandgap. Isso significa que mesmo a luz com menos de dois elétron-volts pode ser usada para criar energia.
As aplicações não se limitam apenas a células solares, disse Huang. Este mecanismo pode ser usado para criar novas propriedades em materiais usados em transistores, sensores e muito mais.
