Des chercheurs de l'Université Purdue ont développé de nouvelles hétérostructures qui pourraient fabriquer des dispositifs optoélectriques, comme les panneaux solaires et les capteurs, plus efficace.

Les hétérostructures sont réalisées en empilant des couches de matériaux bidimensionnels. Ici, les chercheurs ont empilé deux matériaux très minces, disulfure de tungstène et graphène, pour voir s'ils travailleraient ensemble pour créer de l'électricité.

"Si vous vouliez ajouter un matériau différent sur le silicium, qui est souvent utilisé dans les cellules solaires, ce serait très difficile car il y aurait un décalage entre les matériaux, " a déclaré Libai Huang, professeur de chimie au Purdue's College of Science, qui a dirigé la recherche. "Mais ces couches atomiquement minces vous permettent de construire comme des Legos. Cela ouvre de nombreuses nouvelles façons de concevoir des fonctionnalités."

Graphène, qui est une forme de carbone, est bon pour déplacer les électrons. Les atomes de carbone forment des liaisons que les électrons peuvent utiliser pour se déplacer rapidement; plus les électrons se déplacent vite, plus le courant électrique qu'ils créent est efficace. En comparaison, les électrons peuvent se déplacer plus de 1, 000 fois plus rapide dans le graphène que dans le silicium.

En utilisant l'interaction entre le graphène et le disulfure de tungstène pour générer un courant, bien que, était une idée nouvelle.

Le disulfure de tungstène a une bande interdite, une gamme d'énergie où aucun électron ne peut exister, qui dicte l'énergie minimale qui peut être absorbée. La bande interdite du disulfure de tungstène est de deux électrons-volts, ce qui signifie que seule la lumière avec plus de deux électrons-volts peut être absorbée. En ajoutant une couche de graphène, L'équipe de Huang a réussi à déplacer l'électron du graphène au disulfure de tungstène, qui nécessite moins d'énergie que la bande interdite. Cela signifie que même la lumière avec moins de deux électrons-volts pourrait être utilisée pour créer de l'énergie.

Les applications ne se limitent pas aux cellules solaires, dit Huang. Ce mécanisme pourrait être utilisé pour créer de nouvelles propriétés dans les matériaux utilisés dans les transistors, capteurs et plus.