p Em um novo estudo, um grupo de pesquisa da Universidade de Uppsala explica seu notável sucesso na coleta de "buracos de elétrons quentes". Os resultados do seu trabalho podem ser usados ​​para melhorar as células solares, reações fotoquímicas, e fotossensores. O artigo científico é publicado em Materiais da Natureza . p Por algum tempo, sabe-se que certas nanopartículas metálicas podem absorver luz e, no processo, gerar cargas elétricas positivas e negativas. Quando essas cargas se desenvolvem na absorção de luz, eles são chamados de "quentes". As cargas negativas são elétrons e as positivas são conhecidas como "buracos de elétrons, "onde um elétron na banda de valência (os elétrons na camada externa do átomo) está faltando.

p Elétrons quentes são um fenômeno bem estudado e a maneira pela qual eles podem se acumular em semicondutores (materiais que conduzem corrente menos bem do que os condutores, como cobre, mas melhor do que isoladores, como a cerâmica) é conhecida. Isso estende sua vida, permitindo que sejam usados ​​em fotocatalisadores, células solares e fotossensores. Sabe-se muito menos sobre os orifícios quentes.

p Pode ser usado em células solares e na fotossíntese artificial

p No novo estudo, os pesquisadores conseguiram coletar mais de 80 por cento dos buracos quentes em um semicondutor, que é três vezes mais do que se pensava ser possível. O processo é surpreendentemente rápido:leva menos de 200 femtossegundos (0,000000000002 s). A viabilidade de coletar as cargas em um semicondutor significa que elas podem ser usadas em células solares e na fotossíntese artificial, por exemplo, para reduzir o dióxido de carbono e produzir hidrogênio e oxigênio da água.

p Os pesquisadores haviam feito a previsão teórica de que o acúmulo de cargas positivas afetaria a dinâmica das cargas negativas também. Esta hipótese é confirmada por observações incluídas no novo estudo. Quando a luz é absorvida e as cargas elétricas são produzidas, a "temperatura do elétron" aumenta. Colher os buracos quentes aumenta a capacidade de aquecimento eletrônico, modificar o quanto a temperatura do elétron aumenta.

p Isso indica que é possível manipular a distribuição de energia dos elétrons controlando o grau em que os buracos de elétrons são removidos. Este é um resultado significativo, pois permite, por exemplo, regulação da tensão máxima em uma célula solar plasmônica direta (uma célula solar que converte luz em energia elétrica usando plasmons como material fotovoltaico ativo) ou controle da "janela" reativa em um processo fotocatalítico.