Investigadors de la Universitat de València modifiquen de forma controlada la fotoconductivitat de nanopartícules d'òxid de wolframi (WO3). Es tracta d'un fenomen amb potencials aplicacions en Fotònica i Optomecànica, dues disciplines amb un gran potencial en el desenvolupament de noves tecnologies. Els resultats han sigut publicats en Advanced Science.
La fotoconductivitat és un fenomen òptic i elèctric molt conegut en el qual un material es torna un millor conductor elèctric a causa de l'absorció de llum. Fa menys d'una dècada es van crear els primers materials que es tornen menys conductors quan s'exposen a la llum. Aquest fenomen es coneix com fotoconductivitat inversa (IPC per les seues sigles en anglès). És un comportament de fotoresposta que existeix en pocs materials, i que té potencials aplicacions en el desenvolupament de dispositius fotònics i memòries no volàtils –no necessiten energia per a mantindre guardada la informació– amb baixa potència de consum. L'efecte també podria explotar-se per a crear nous tipus de sensors que puguen ajustar-se per a diferents propietats espectrals i imprimir-se directament sobre substrats de plàstic.
El grup de recerca de Daniel Errandonea (Institut de Ciències de Materials - Universitat de València, en el Parc Científic) forma part de l'equip internacional (Xina, Corea, Espanya, els EUA i Letònia) que ha aconseguit controlar i modificar la fotoconductivitat inversa en un material híbrid basat en nanopartícules d'òxid de wolframi amb excés de càrregues negatives (tipus n), recobertes per una capa d'òxid de coure (CuO) amb excés de càrregues positives (tipus p). Això ho han realitzat sotmetent el material a alta pressió utilitzant un dispositiu anomenat cel·la de diamant.
"Des d'un punt de vista pràctic, el que hem fet és ajustar la fotoresposta de les nanopartícules de WO3, tant en magnitud com en signe, simplement modificant l'estructura cristal·lina (i conseqüentment les propietats electròniques) per mitjà de l'aplicació d'alta pressió. Depenent de la pressió aplicada aconseguim que la conductivitat del material augmente o disminuïsca amb la il·luminació", assenyala Errandonea.
Publicat en la revista Advanced Science, el treball analitza la fotoconductivitat produïda mitjançant alta pressió en nanocuboides de WO3 funcionalitzats amb nanopartícules de CuO. Per a aconseguir entendre el fenomen estudiat es va emprar una bateria de tècniques experimentals i es va requerir de l'ús de grans instal·lacions de radiació sincrotró. Com a resultat es va aconseguir modificar de forma controlada i reversible la fotoconductivitat i entendre l'origen de la IPC. Això és una eina poderosa per a millorar el rendiment optomecànic de qualsevol material híbrid. També proporciona una eina per a millorar en el futur el rendiment de dispositius fotovoltaics i per a, per mitjà de l'absorció d'energia solar, generar energia mitjançant la divisió de l'aigua i degradar contaminants orgànics.
Per la part espanyola, el projecte compta amb finançament de MINECO i de la Generalitat Valenciana (Prometeu EFIMAT).
Referència:
Tuning the Photoresponse of Nano‐Heterojunction: Pressure‐Induced Inverse Photoconductance in Functionalized WO3 Nanocuboids. Saqib Rahman, Sudeshna Samanta, Alexei Kuzmin, Daniel Errandonea, Hajra Saqib, Dale L. Brewe, Jaeyong Kim, Junling Lu, Lin Wang
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/advs.201901132