Новый материал поможет в распространении дешевых солнечных батарей и электроники
Физики из Университета Канзаса генерировали свободные электроны из органических полупроводников, объединив их с одним слоем дисульфида молибдена атомарной толщины.
Структура поможет в развитии напечатанной электроники и функциональных красок, выполняющих роль солнечных батарей, сообщает sciencedaily.com. В основе этих технологий лежат органические полупроводники. Применению материалов мешают некоторые врожденные свойства.
«Электроны в них не могут свободно двигаться, так как связаны с дырами, — сказал адъюнкт-профессор Вай-Лун Чан. – Так называемые свободные электроны – редкое явление. Их сложно генерировать при поглощении света. В результате полупроводники плохо подходят солнечным батареям».
Специалист вместе с коллегой, профессором Хуэем Чжао, решили проблему, объединив органические полупроводники с атомарным слоем дисульфида молибдена (MoS2). Получившаяся структура позволяет электронам убегать от дыр и свободно двигаться.
Результаты исследования представлены в Journal of American Chemical Society.
«Считается, что свободные электроны можно генерировать на границе сред пока остаются частицы, которые можно передать между материалами за сравнительно небольшое время – менее триллионной доли секунды, — сказал Чан. – Но я со студентами, Тикой Кафле и Бхупалом Каттелем, выявил наличие сверхбыстрой передачи электронов, не гарантирующий появление свободных частиц при поглощении света. Их генерированию могут помешать «дыры». Способность электронов освободиться от них зависит от локальной энергии на границе сред».
Энергетический ландшафт можно сравнить с топографической картой гор. Выводы Чана и Чжао помогут усовершенствовать его для высвобождения электронов.
Специалисты проанализировали структуру с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с временным разрешением. Используя короткие лазерные импульсы, авторы измерили энергию электронов. Специалисты определили траектории частиц и условия, обеспечивающие эффективную выработку свободных электронов.
