p Novas possibilidades para desenvolvimentos futuros em dispositivos eletrônicos e ópticos foram desbloqueados por avanços recentes em materiais bidimensionais (2-D), de acordo com pesquisadores da Penn State. p Os pesquisadores, liderado por Shengxi Huang, professor assistente de engenharia elétrica e engenharia biomédica na Penn State, publicou recentemente os resultados de duas descobertas separadas, mas relacionadas, a respeito de seu sucesso com a alteração dos materiais 2-D finos para aplicações em muitos dispositivos ópticos e eletrônicos. Ao alterar o material de duas maneiras diferentes - atomicamente e fisicamente - os pesquisadores foram capazes de aumentar a emissão de luz e aumentar a força do sinal, expandindo os limites do que é possível com dispositivos que dependem desses materiais.

p No primeiro método, os pesquisadores modificaram a composição atômica dos materiais. Em materiais 2-D comumente usados, pesquisadores contam com a interação entre as camadas finas, conhecido como acoplamento intercalar van der Waals, para criar transferência de carga que é então usada em dispositivos. Contudo, este acoplamento entre camadas é limitado porque as cargas são tradicionalmente distribuídas uniformemente nos dois lados de cada camada.

p Para fortalecer o acoplamento, os pesquisadores criaram um novo tipo de material 2-D conhecido como dichalcogenetos de metal de transição de Janus, substituindo os átomos de um lado da camada por um tipo diferente de átomos, criando uma distribuição desigual da carga.

p "Esta [mudança atômica] significa que a carga pode ser distribuída de forma desigual, "Huang disse." Isso cria um campo elétrico dentro do avião, e pode atrair moléculas diferentes por causa disso, que pode aumentar a emissão de luz. "

p Também, se o acoplamento intercalar de van der Waals pode ser ajustado para o nível certo torcendo as camadas com um certo ângulo, pode induzir supercondutividade, carregando implicações para os avanços em dispositivos eletrônicos e ópticos.

p No segundo método de alteração de materiais 2-D para melhorar suas capacidades, os pesquisadores reforçaram o sinal que resultou de um processo de conversão de energia, tomando uma camada de MoS2, um material 2-D comum que geralmente é plano e fino, e enrolando-o em uma forma aproximadamente cilíndrica.

p O processo de conversão de energia que ocorre com o material MoS2 é parte de um efeito óptico não linear onde, se uma luz brilha em um objeto, a frequência é dobrada, que é onde a conversão de energia entra.

p “Queremos sempre dobrar a frequência desse processo, "Huang disse." Mas o sinal é geralmente muito fraco, portanto, melhorar o sinal é muito importante. "

p Rolando o material, os pesquisadores alcançaram uma melhora de sinal de mais de 95 vezes.

p Agora, Huang planeja colocar esses dois avanços juntos.

p "A próxima etapa de nossa pesquisa é responder como podemos combinar engenharia atômica e engenharia de formas para criar dispositivos ópticos melhores, " ela disse.

p Um artigo sobre a pesquisa da estrutura atômica, "Aprimoramento do acoplamento entre camadas de van der Waals através do Polar Janus MoSSe, "foi publicado recentemente no Jornal da American Chemical Society (ACS). O artigo sobre a pesquisa de laminação de materiais, "Segunda geração harmônica dependente da quiralidade de MoS2Nanoscroll com eficiência aprimorada, "foi publicado recentemente em ACS Nano .