Возникают поляризованные фотоэлектрические свойства

Впервые исследователи обнаружили способ получения полярности и фотоэлектрических характеристик некоторых нефотовольтаических, атомно-плоских (2D) материалов. Ключ кроется в особом расположении материалов. Результирующий эффект отличается от фотоэлектрического эффекта, обычно обнаруживаемого в солнечных элементах, и потенциально превосходит его.


Солнечная считается ключевой технологией при отказе от ископаемого топлива. Исследователи постоянно изобретают более эффективные способы получения солнечной энергии. И многие из этих инноваций пришли из мира материаловедения. Научный сотрудник Тошия Идею из факультета прикладной физики Токийского университета и его команда интересуются фотоэлектрическими свойствами 2D-материалов и их интерфейсов в местах пересечения этих материалов.

«Довольно часто границы раздела нескольких 2D-материалов проявляют свойства, отличные от свойств отдельных кристаллов», — сказал Идью. «Мы обнаружили, что два конкретных материала, которые обычно не проявляют фотоэлектрического эффекта, делают это, если их сложить определенным образом».

Эти два материала — селенид вольфрама (WSe2) и фосфор (BP), оба из которых имеют разные кристаллические структуры. Первоначально оба материала неполярны (не имеют предпочтительного направления проводимости) и не создают фототок под действием света. Однако Идеу и его команда обнаружили, что, правильно сложив вместе листы WSe2 и BP, образец демонстрирует поляризацию, а когда на материал падает свет, он генерирует ток. Эффект имеет место, даже если область освещения находится далеко от электродов на обоих концах образца; это отличается от того, как работает обычный фотоэлектрический эффект.

Ключом к такому поведению является способ выравнивания WSe2 и BP. Кристаллическая структура БП имеет отражательную, или зеркальную, симметрию в одной плоскости, тогда как WSe2 имеет три линии зеркальной симметрии. Когда линии симметрии материалов совпадают, образец приобретает полярность. Такой вид наложения слоев — тонкая работа, но он также открывает исследователям новые свойства и функции, которые невозможно предсказать, просто взглянув на обычную форму материалов.

«Самая большая проблема для нас будет заключаться в том, чтобы найти хорошее сочетание 2D-материалов с более высокой эффективностью выработки электроэнергии, а также изучить влияние изменения углов штабелей», — сказал Идею. «Но так приятно открывать невиданные ранее новые свойства материалов. Надеюсь, что однажды это исследование сможет улучшить солнечные панели. Мы хотели бы исследовать более беспрецедентные свойства и функциональные возможности наноматериалов».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments