Дисульфид молибдена показал многообещающие свойства поглощения света

Специалист из университета Райса адъюнкт-профессор Изабель Томанн рассматривает дисульфид молибдена (MoS2) как вещество, способное поглощать большое количество света и имеющее потенциал в разработке энергоэфективной оптоэлектроники и фотокаталитических устройств. Механикам это химическое вещество известно как полезная смазка для авиационных, мотоциклетных и других двигателей.

В основе исследования ученых лежит попытка понять, сколько света может удержать атомарно тонкий полупроводниковый монослой MoS2. С помощью простых стратегий Томанн удалось заставить материал поглощать от 35% до 37% падающих лучей, в диапазоне волн 400-700 нм. При этом толщина слоя составляла 0,7 нм.

Работа была описана в статье, опубликованной в недавнем номере ACS Photonics. Выводы исследования могут иметь различные применения, включая создание эффективных и недорогих фотоэлектрических солнечных панелей.

«Вдавливание света в эти невероятно тонкие слои и извлечение полученного носителя заряда – важная проблема в сфере двумерных материалов, — отмечает Томанн. – Она возникает потому, что монослои этих структур имеют электронные и каталитические свойства, отличающиеся от показателей их массивных, многослойных аналогов».

Вместе со своей командой Томанн использовала сочетание различных симуляций, аналитических моделей и экспериментальных оптических параметров. Трехмерное электромагнитное моделирование позволило выяснить, что поглощение света увеличивается в 5,9 раз, если дисульфид молибдена наносится на сапфировую подложку. При достижении идеальных показателей, материал можно было бы использовать для создания любых видов энергоэффективных оптоэлектронных и фотокаталитических устройств, отмечают исследователи. Именно эту проблему они сейчас и пытаются решить. Цель специалистов – добиться 100-процентного поглощения света.