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(Noticias de Nanowerk) Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han ideado una forma de fabricar monocapas de alta calidad a partir de una selección de diferentes dicalcogenuros de metales de transición que se unen a través de una costura atómicamente delgada.
Al recubrir esta capa con un gel iónico, una mezcla de un líquido iónico y un polímero, pudieron estimular la emisión de luz a lo largo de la costura. También se encontró que la luz está naturalmente polarizada circularmente, producto de la tensión ajustable a través del límite.
El equipo informó de sus hallazgos en Materiales funcionales avanzados («Electroluminiscencia quiral y eficiente a partir de heteroestructura en el plano de monocapas de dichalcogenuro de metal de transición»).
Los diodos emisores de luz (LED) se han vuelto omnipresentes debido a su influencia revolucionaria en casi todas las formas de iluminación. Sin embargo, a medida que nuestras necesidades se diversifican y aumentan los requisitos de rendimiento, sigue existiendo una clara necesidad de soluciones aún más eficientes desde el punto de vista energético.
Una de esas opciones implica la aplicación de heteroestructuras en el plano, donde capas ultrafinas de diferentes materiales se modelan en las superficies para crear límites.
En los LED, aquí es donde los electrones y los «agujeros» (cavidades móviles en los materiales semiconductores) se recombinan para producir luz. La eficiencia, la funcionalidad y el alcance de tales estructuras están determinados no solo por los materiales utilizados, sino también por las dimensiones y la naturaleza de los límites, lo que ha llevado a una extensa investigación para controlar su estructura a nanoescala.
Un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado Yasumitsu Miyata de la Universidad Metropolitana de Tokio, el profesor asistente Jiang Pu y el profesor Taishi Takenobu de la Universidad de Nagoya han estado investigando el uso de una clase de materiales conocidos como dicalcogenuros de metales de transición (TMDC), una familia de sustancias , que es un elemento del grupo 16 de la tabla periódica y un metal de transición.
Han utilizado una técnica conocida como deposición química de vapor para depositar de forma controlada elementos sobre superficies para crear monocapas atómicamente delgadas; Gran parte de su trabajo se relaciona con cómo se pueden variar tales monocapas para crear patrones con diferentes regiones compuestas de diferentes TMDC.
Ahora, el mismo equipo ha logrado refinar significativamente esta tecnología. Rediseñaron su cámara de crecimiento para poder acercar diferentes materiales al sustrato en un orden establecido; También introdujeron aditivos para cambiar la temperatura de vaporización de cada componente, lo que permitió optimizar las condiciones para el crecimiento de capas cristalinas de alta calidad.
Como resultado, lograron usar cuatro TMDC diferentes para crear seis tipos diferentes de «costuras» nítidas y atómicamente delgadas. Al agregar un gel iónico, una mezcla de un líquido iónico (un líquido de iones positivos y negativos a temperatura ambiente) y un polímero, se podría aplicar un voltaje a través de las costuras para producir electroluminiscencia, el mismo fenómeno fundamental que subyace a los LED.
La adaptabilidad de su arquitectura y la alta calidad de sus interfaces permiten explorar una amplia gama de permutaciones, incluidos diversos grados de «desajuste» o carga entre diferentes TMDC.
Curiosamente, el equipo descubrió que la interfaz entre una monocapa de diseleniuro de tungsteno y disulfuro de tungsteno producía una forma de luz «pasada» conocida como luz polarizada circularmente, un producto directo de la tensión en la costura. Este nuevo nivel de control a nanoescala abre un mundo de posibilidades sobre cómo se pueden aplicar sus nuevas estructuras a dispositivos del mundo real, particularmente en el campo de la optoelectrónica cuántica.
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