Valencia University (UV) forskare har modifierat fotokonduktansen hos nanopartiklar av volframoxid (WO) ₃ ) på ett kontrollerat sätt. Detta har potentiella tillämpningar inom fotonik och optomekanik. Resultaten har publicerats i Avancerad vetenskap .

Fotonduktans är ett välkänt optiskt och elektriskt fenomen där ett material blir en bättre elektrisk ledare efter att ha absorberat ljus. För mindre än ett decennium sedan, forskare skapade de första materialen som blir mindre ledande efter att ha exponerats för ljus. Detta fenomen kallas invers fotokonduktans (IPC). Det är ett fotoresponsivt beteende som finns i få material, och som har potentiella tillämpningar i utvecklingen av fotoniska och icke-flyktiga minnesenheter med låg strömförbrukning. Effekten skulle också kunna extrapoleras för att skapa nya typer av sensorer som kan justeras för olika spektrala egenskaper och som kan tryckas direkt på plastsubstrat.

Forskargruppen av Daniel Errandonea har lyckats kontrollera och modifiera invers fotokonduktans i ett hybridmaterial baserat på nanopartiklar av volframoxid med ett överskott av negativa laddningar (typ n), täckt av ett lager av kopparoxid (CuO) med ett överskott av positiva laddningar (typ p). De har åstadkommit detta genom att utsätta materialet för höga tryck med en anordning som kallas en diamantcell.

"Från en praktisk synvinkel, vad vi har gjort är att justera fotoresponsen för WO ₃ nanopartiklar, både i storlek och tecken, helt enkelt genom att modifiera den kristallina strukturen (och följaktligen de elektroniska egenskaperna) genom att applicera högt tryck. Beroende på det applicerade trycket, vi gör det så att materialets konduktivitet ökar eller minskar med belysning, " förklarar Errandonea.

Publicerad i Avancerad vetenskap , arbetet analyserar fotokonduktans som produceras genom högt tryck på WO ₃ nanokuboider funktionaliserade med CuO nanopartiklar. För att förstå fenomenet, forskarna använde en rad experimentella tekniker som kräver användning av stora synkrotronstrålningsinstallationer. Som ett resultat, fotokonduktansen modifierades på ett kontrollerat och reversibelt sätt, och ursprunget till IPC förstods. Detta är ett kraftfullt verktyg för att förbättra den optomekaniska prestandan hos alla hybridmaterial. Det ger också ett verktyg för att förbättra prestandan för solcellsenheter i framtiden, och genom solenergiabsorption, att generera energi genom att dela vatten och bryta ner organiska föroreningar.