Достигнув синтеза новой наногибридной структуры с помощью метода импульсной лазерной абляции (PLA), профессор Май Али Эль Хакани и его команда проложили путь к новому поколению оптоэлектронных материалов. Комбинация углеродных нанотрубок и наночастиц сульфида свинца (PbS) была выполнена с использованием эффективного и относительно простого процесса, который дает широкие возможности для создания других наногибридов для различных приложений. Работа исследователя Исследовательского центра телекоммуникаций INRS Énergie Matériaux, опубликованная в журнале Advanced Materials, представляет очень многообещающие перспективы для разработки солнечных устройств третьего поколения, быстрых фотодетекторов и оптоэлектронных переключателей.
В последние годы исследования фотоэлектронных свойств полупроводниковых наночастиц, таких как PbS, расширяются. Соединение этих наночастиц с углеродными нанотрубками является многообещающей стратегией для эффективного создания фототока. Методы синтеза, используемые другими исследовательскими группами, имели существенные ограничения. «При химическом синтезе наногибридов исследователи использовали лиганды, которые, с одной стороны, предотвращали агломерацию наночастиц, но существенно влияли на динамику переноса заряда от наночастиц к нанотрубкам», - сказал профессор Эль Хакани. Лиганды снижают эффективность фотоотклика и увеличивают время реакции - два эффекта, которые не наблюдались в наногибридах, полученных с помощью PLA, поскольку PbS находится в прямом атомном контакте с поверхностью нанотрубок.
«Вначале мы не знали, сформируются ли наногибриды таким образом, чтобы их можно было эффективно использовать для фотодетекции», - сказал Ибрахима Ка, докторант INRS, работающий под руководством профессора Эль Хакани. под совместным руководством профессора Дунлин Ма.«Оптимизируя наш подход, мы разработали наногибриды, чья фотоактивность может быть изменена практически по желанию». Интегрируя новый наногибридный материал в функциональные фотопроводящие устройства, исследователи были рады продемонстрировать его сильный фотоотклик, превосходящий результаты, полученные другими методами. Таким образом, им удалось достичь таких высоких значений фотоотклика, как 670% при 633 нм и 1350% при 405 нм в условиях, когда другие наногибриды не превышали 37%. Кроме того, когда материал освещается лазером, время отклика фототока в 1 000-100 000 раз меньше, чем у других наногибридов.
Процесс синтеза PLA позволяет получить очень чистые наноструктуры и обеспечивает больший контроль над характеристиками наногибридов. Результаты профессора Эль Хакани демонстрируют огромный потенциал этих углеродных нанотрубок с квантовыми точками PbS.