En réalisant la synthèse d'une nouvelle structure nanohybride au moyen de la technique d'ablation laser pulsée (PLA), Le professeur My Ali El Khakani et son équipe ont ouvert la voie à une nouvelle génération de matériaux optoélectroniques. La combinaison de nanotubes de carbone et de nanoparticules de sulfure de plomb (PbS) a été réalisée à l'aide d'un processus efficace et relativement simple qui offre une latitude considérable pour créer d'autres nanohybrides pour une variété d'applications. Les travaux du chercheur du Centre de recherche INRS Énergie Matériaux Télécommunications, publié dans la célèbre revue Matériaux avancés , présente des perspectives très prometteuses pour le développement de dispositifs solaires de troisième génération, photodétecteurs rapides, et commutateurs optoélectroniques.
Dans les années récentes, recherches sur les propriétés photoélectroniques des nanoparticules semi-conductrices, comme le PbS, a grandi. Le couplage de ces nanoparticules avec des nanotubes de carbone est une stratégie prometteuse pour générer efficacement du photocourant. Les méthodes de synthèse utilisées par d'autres équipes de recherche présentaient des limites importantes. "Lors de la synthèse chimique de nanohybrides, les chercheurs ont utilisé des ligands, qui empêchait l'agglomération des nanoparticules, d'une part, mais a affecté de manière significative la dynamique de transfert de charge des nanoparticules aux nanotubes, " a déclaré le professeur El Khakani. Les ligands réduisent l'efficacité de la photoréponse et augmentent le temps de réaction - deux effets qui n'ont pas été observés dans les nanohybrides produits par le PLA puisque le PbS est en contact atomique direct avec la surface des nanotubes.
"Au début, nous ne savions pas si les nanohybrides se formeraient de manière à permettre leur utilisation efficace pour la photodétection, " dit Ibrahima Ka, un doctorant INRS travaillant sous la direction du professeur El Khakani et co-encadré par le professeur Dongling Ma. « En optimisant notre approche, nous avons développé des nanohybrides dont la photoactivité peut être presque adaptée à volonté." En intégrant le nouveau matériau nanohybride dans des dispositifs photoconducteurs fonctionnels, les chercheurs ont eu le plaisir de démontrer sa forte photoréponse, qui surpasse les résultats obtenus par d'autres méthodes. Ainsi, ils ont pu atteindre des valeurs de photoréponse aussi élevées que 670% à 633 nm et 1350% à 405 nm dans des conditions où les autres nanohybrides n'excédaient pas 37%. Par ailleurs, lorsque le matériau est éclairé par un laser, le temps de réponse du photocourant est de 1, 000 à 100, 000 fois plus rapides que celles rapportées à ce jour pour les autres nanohybrides.
Le processus de synthèse du PLA produit des nanostructures très pures et permet un meilleur contrôle des caractéristiques nanohybrides. Les résultats du professeur El Khakani démontrent l'énorme potentiel de ces nanotubes de carbone à points quantiques PbS.
