L'avenir du cinéma et de la fabrication est peut-être en 3D, mais l'électronique et la photonique passent au 2-D; Plus précisément, matériaux semi-conducteurs bidimensionnels.

L'une des dernières avancées dans ces domaines concerne le bisulfure de molybdène (MoS2), un semi-conducteur bidimensionnel qui, bien que couramment utilisé dans les lubrifiants et les alliages d'acier, est encore à l'étude en optoélectronique.

Récemment, les ingénieurs ont placé une seule couche de molécules de MoS2 au-dessus d'une structure photonique appelée nanocavité optique faite d'oxyde d'aluminium et d'aluminium. (Une nanocavité est un arrangement de miroirs qui permet aux faisceaux de lumière de circuler dans des chemins fermés. Ces cavités nous aident à construire des choses comme des lasers et des fibres optiques utilisées pour les communications.)

Les résultats, décrit dans l'article "MoS2 monolayers on nanocavities:Enhancement in light-matter interaction" publié en avril par la revue Matériaux 2D , sont prometteurs. La nanocavité MoS2 peut augmenter la quantité de lumière absorbée par les matériaux semi-conducteurs ultrafins. À son tour, cela pourrait aider l'industrie à continuer à fabriquer plus puissant, appareils électroniques efficaces et flexibles.

« La nanocavité que nous avons développée a de nombreuses applications potentielles, " dit Qiaoqiang Gan, Doctorat, professeur adjoint de génie électrique à l'Université de Buffalo's School of Engineering and Applied Sciences. "Il pourrait potentiellement être utilisé pour créer des panneaux solaires plus efficaces et flexibles, et des photodétecteurs plus rapides pour les caméras vidéo et autres appareils. Il peut même être utilisé pour produire de l'hydrogène en divisant l'eau plus efficacement. »

Une seule couche de MoS2 est avantageuse car contrairement à un autre matériau bidimensionnel prometteur, graphène, sa structure de bande interdite est similaire aux semi-conducteurs utilisés dans les LED, lasers et cellules solaires.

« Dans les expériences, la nanocavité a pu absorber près de 70 pour cent du laser que nous avons projeté dessus. Sa capacité à absorber la lumière et à convertir cette lumière en énergie disponible pourrait finalement aider l'industrie à continuer vers des appareils électroniques plus économes en énergie, " dit Haomin Song, un doctorant dans le laboratoire de Gan et un co-chercheur principal sur le papier.

L'industrie a suivi le rythme de la demande de petits, des dispositifs optoélectroniques plus fins et plus puissants, en partie, en réduisant la taille des semi-conducteurs utilisés dans ces dispositifs.

Un problème pour les dispositifs optoélectroniques de récupération d'énergie, cependant, est que ces semi-conducteurs ultrafins n'absorbent pas la lumière aussi bien que les semi-conducteurs en vrac conventionnels. Par conséquent, il existe un compromis intrinsèque entre la capacité d'absorption optique des semi-conducteurs ultrafins et leur épaisseur.

La nanocavité, décrit ci-dessus, est une solution potentielle à ce problème.