Такой механизм может позволить создать новый класс композитных материалов для светосбора и оптоэлектроники.
Д-р Цинь Ли, доцент Центра экологической инженерии и микро- и нанотехнологий Квинсленда, говорит, что в реальной жизни это можно будет применить к высокоэффективным окрашиваемым солнечным элементам и очистке воды с помощью солнечного света.
«Везде, где много солнца, мы можем чистить этот наноматериал, чтобы собирать солнечную энергию для создания чистой воды», – говорит она.
«Этот механизм может иметь чрезвычайно важное значение для уборки урожая.
Что еще более важно, мы придумали простой способ добиться этого: сделать УФ-поглощающий материал поглотителем видимого света за счет сужения запрещенной зоны."
Видимый свет составляет 43% солнечной энергии по сравнению с 5% УФ-светом.
Основные усилия были предприняты для улучшения поглощения видимого света диоксидом титана или для разработки материалов, чувствительных к видимому свету в целом.
Методы, используемые для двуокиси титана, включая легирование ионами металлов, углеродное легирование, легирование азотом и гидрирование, обычно требуют строгих условий для получения модифицированного TiO2, таких как повышенная температура или высокое давление.
В своей новаторской статье, опубликованной в журнале Chemical Communications, журнале Королевского химического общества, исследователи отметили, что когда частицы TiO2 смешиваются с квантовыми точками графена, полученный композит поглощает видимый свет за счет квантово-ограниченного механизма сужения запрещенной зоны.
«Мы были очень взволнованы, когда обнаружили это: когда два УФ-поглощающих материала, а именно TiO2 и квантовые точки графена, были смешаны вместе, они начали поглощать в видимом диапазоне, что более важно, ширина запрещенной зоны может регулироваться размером графеновых квантовых точек. , – говорит доктор Ли.
«Мы назвали это явление« квантово-ограниченное сужение запрещенной зоны », и этот механизм может быть применим ко всем полупроводникам, когда они связаны с графеновыми квантовыми точками. Гибкая настройка ширины запрещенной зоны крайне желательна в полупроводниковых устройствах."
Эта работа была выбрана для размещения на внутренней стороне обложки журнала Chemical Communications. Работа команды над механизмом флуоресценции графеновых квантовых точек недавно также была представлена в Nanoscale.