Los materiales bidimensionales o 2D, cuyo espesor es del orden de 1 nanómetro, están siendo estudiados como posibles candidatos en una nueva generación de fotodetectores ultrasensibles, flexibles y transparentes, con la capacidad de generar respuestas eléctricas muy altas. Estos materiales podrían servir, por ejemplo, para recubrir las ventanas de una casa o un coche con componentes transparentes capaces de generar y almacenar energía eléctrica a partir de la luz solar.
Ahora, científicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el instituto IMDEA-Nanociencia han descubierto cómo incrementar diez mil veces la respuesta de fotodetectores basados en disulfuro de molibdeno (MoS2). Para esto solo es necesario recubrir el material con colorantes orgánicos, como los perilenos o las porfirinas. El hallazgo supone un importante avance en el estudio de materiales 2D y el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos como fotodetectores, LEDs y células solares.
"El descubrimiento resulta muy significativo no sólo por el alto incremento de la fotorespuesta, sino porque se trata de un proceso reversible, gracias al cual se podría fabricar un fotodetector que aumente o disminuya su rendimiento en función de la cantidad de luz incidente", afirman los autores, en una información publicada por la UAM en su página web.
"Por ejemplo -agregan- en condiciones de alta iluminación como un día soleado, se podría emplear el material transparente para generar electricidad. Y en condiciones de poca iluminación como un día nublado, se podría recubrir el material con el colorante para aumentar su rendimiento".
Un simple recubrimiento
Desde la UAM explican que un fotodetector 2D basado en disulfuro de molibdeno es muy sensible a la luz visible, sin embargo, al ser recubierto con una fina capa de colorante orgánico, esta sensibilidad se potencia mucho más. El proceso es tan sencillo como colocar una gota de una disolución que contenga el colorante, cubriendo todo el material, y esperar a que el disolvente se evapore en cuestión de 2 o 3 minutos.
El resultado es un dopaje del MoS2 por parte de las moléculas que recubren el material (el colorante), lo que permite al material generar diez mil veces más electricidad. Luego, el colorante puede ser eliminado simplemente lavando el material con un disolvente. Este proceso es totalmente reversible y reproducible.
El trabajo, publicado en la revista Chemical Communications, fue llevado a cabo por Aday J. Molina-Mendoza (Universidad Autónoma de Madrid, actualmente en la Universidad Tecnológica de Viena), y dos grupos del IMDEA-Nanociencia (Madrid), liderados por Andrés Castellanos-Gómez y Emilio M. Pérez.
