Genom att blanda deras expertis, två materialvetenskapliga ingenjörer vid Washington University i St. Louis ändrade de elektroniska egenskaperna hos nya materialklasser - bara genom att utsätta det för ljus.

Med finansiering från Washington University International Center for Advanced Renewable Energy and Sustainability (I-CARES), Parag Banerjee, Doktorsexamen, och Srikanth Singamaneni, Doktorsexamen, och båda biträdande professorer i materialvetenskap, sammanfört sina respektive forskningsområden.

Singamanenis expertområde är att göra små, stenliknande nanopartiklar, särskilt guld nanorods. Banerjees expertområde är att göra tunna filmer. De ville se hur egenskaperna hos båda materialen skulle förändras när de kombineras.

Forskningen publicerades online i augusti ACS tillämpade material och gränssnitt .

Forskargruppen tog guldnanoroderna och lade en mycket tunn filt av zinkoxid, en vanlig ingrediens i solskyddsmedel, ovanpå för att skapa en komposit. När de tände ljuset, de märkte att kompositen hade förändrats från en med metalliska egenskaper till en halvledare, ett material som delvis leder ström. Halvledare är vanligtvis tillverkade av kisel och används i datorer och nästan alla elektroniska enheter.

"Vi kallar det metall-till-halvledarväxling, " säger Banerjee. "Detta är ett mycket spännande resultat eftersom det kan leda till möjligheter i olika typer av sensorer och enheter."

Banjeree säger när nanoroderna av metalliskt guld utsätts för ljus, elektronerna inuti guldet exciteras och går in i zinkoxidfilmen, som är en halvledare. När zinkoxiden får dessa nya elektroner, det börjar leda elektricitet.

"Vi fick reda på att ju tunnare filmen var, ju bättre respons, " säger han. "Ju tjockare filmen är, svaret försvinner. Hur tunn? Cirka 10 nanometer, eller en 10 miljarddels meter. "

Andra forskare som arbetar med solceller eller fotovoltaiska enheter har märkt en förbättring i prestanda när dessa två material kombineras, dock, tills nu, ingen har brutit ner det för att upptäcka hur det händer, säger Banerjee.

"Om vi ​​börjar förstå mekanismen för laddningsledning, vi kan börja fundera på applikationer, " säger han. "Vi tror att det finns möjligheter att göra mycket känsliga sensorer, som ett elektroniskt öga. Vi tittar nu för att se om det finns ett annat svar när vi lyser rött, blått eller grönt ljus på detta material. "

Banerjee säger också att samma teknik kan användas i solceller.