بر اساس یافته‏های جدید پژوهشگران

تک‏ لایه‏ ها در معرض اکسیژن و بخار آب، 100 برابر نور بیشتر تولید می‌کنند

نتایج پژوهش‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که نیمه‌هادی‌های دو بعدی در صورتی که در معرض اکسیژن یا بخار آب قرار گیرند می‌توانند 100 برابر بیشتر نور را منتشر کنند. دلیل این امر بهبود خواص نوری و الکترونیکی نیمه‌هادی است.

کد خبر: ۱۱۵۵۳۶۰

تاریخ: ۰۲ تير ۱۳۹۲ - ۱۴:۲۵

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) و به نقل از ایسنا، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا روی دی‌کالکوژناید فلزات انتقالی تحقیق می‌کنند. این ترکیبات دارای فرمولاسیون MX2 بوده که در آن M = Mo, W و X= S, Se است. این ترکیبات دارای پتانسیل بالایی در بخش ادوات اپتوالکترونیک نظیر ال ای دی‌ها و پیل‌های خورشیدی هستند. دلیل این پتانسیل مربوط به باندگپ این ترکیبات است زیرا این مواد در حالت توده‌ای دارای باندگپ غیرمستقیم بوده و زمانی که به صورت تک لایه درمی‌آیند باندگپ مستقیم دارند. الکترون‌ها در این ترکیبات با نور برهم‏کنش می‌دهند. این بدان معناست که از این ترکیبات تک لایه‌ای می‌توان به عنوان جاذب فوتون برای تولید پیل خورشیدی استفاده کرد. البته این تک لایه‌ها نمی‌توانند به صورت کارا نور تولید کنند و اثر کوانتومی فتولومینسانس آنها پایین است.

این گروه تحقیقاتی نشان دادند که اگر ترکیبات دی‌کالکوژناید فلزات انتقالی در معرض اکسیژن یا بخار آب قرار گیرد مقدار نشر نور آنها 100 برابر افزایش می‌یابد، البته پیش از آن باید عملیات حرارتی تخلیه گرمایی نیز صورت گیرد.

محققان این پروژه نشان دادند که مولکول‌های آب و اکسیژن با تک لایه‌های دی‌کالکوژناید فلزات انتقالی برهم‏کنش ضعیفی می‌دهند که انرژی آن در محدوده 70 تا 140 میلی‏الکترون ولت است. با این کار بخشی از الکترون‌ها، از این تک لایه‌ها بیرون کشیده می‌شوند.

استفان تونگی از محققان این پروژه می‌گوید نتایج یافته‌های ما نشان می‌دهد این نیمه‌هادی‌های تک لایه، همانند گرافن، به شرایط محیطی بسیار حساس هستند بنابراین در اثر برهم‏کنش با مولکول‌های گازی محیط اطراف خواص فیزیکی آنها تغییر می‌کند.

جذب فیزیکی مولکول‌های گاز روی لایه‌های نیمه‌هادی منجر به انتقال بار زیادی در این لایه‌ها شده و موجب خروج الکترون‌های آزاد از آن می‌شود. به این پدیده دروازه مولکولی گفته می‌شود. تونگی می‌افزاید نتایج این پژوهش می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از حساسیت‌های تک‌لایه‌های نیمه‌هادی داشته باشند، همچنین این پژوهش اطلاعاتی درباره نحوه برهم‏کنش این تک لایه‌ها با گازهای مختلف ارائه می‌کند. از نقطه نظر فناوری، افزایش 100 برابری تابش توسط این تک لایه‌ها گامی مهم در تولید ادوات نوری محسوب می‌شود.

نتایج این پژوهش در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.