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Triángulos emisores de luz y su aplicación en tecnologías ópticas

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05 February 2013

Islas triangulares de disulfuro de tungsteno de una capa han sido sintetizadas por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania. Los bordes de los triángulos presentan una fotoluminiscencia extraordinaria, en contraste con el interior de las islas. La fuerte señal de fotoluminiscencia desaparece al aumentar el numero de capas. Crédito: Laboratorio del Prof. Terrones, Universidad Estatal de Pensilvania.
Islas triangulares de disulfuro de tungsteno de una capa han sido sintetizadas por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania. Los bordes de los triángulos presentan una fotoluminiscencia extraordinaria, en contraste con el interior de las islas. La fuerte señal de fotoluminiscencia desaparece al aumentar el numero de capas. Crédito: Laboratorio del Prof. Terrones, Universidad Estatal de Pensilvania.
La fabricación de monocapas de distintos materiales -- una única capa del grosor de un átomo del elemento que la compone -- es de especial interés para la comunidad científica. Las propiedades de los materiales laminares difieren notablemente cuando éstos se encuentran apilados en varias capas o cuando se consiguen aislar monocapas del mismo. Un ejemplo de este descubrimiento fue la obtención del grafeno. Este material se define como una monocapa proveniente del grafito -- que se puede encontrar en las minas de los lápices que utilizamos día con día -- el cual es un material compuesto por muchas capas de grafeno apiladas unas sobre otras. En el 2004 se consiguió aislar una capa de grafeno delaminando repetidamente grafito, capa por capa, con una cinta adhesiva (conocida como "scotch tape") hasta llegar a tener una única capa de grafeno adherida a la cinta.

Un grupo de científicos, entre ellos Mauricio Terrones (Profesor de los departamentos de Física y Ciencia e Ingeniería de Materiales  de la Universidad de Penn State)  y Vincent H. Crespi (Profesor Distinguido de los departamentos de Física, Química y Ciencia e Ingeniería de Materiales, también de la universidad de Penn State) han usado un proceso de reducción-sulfurización térmica para obtener monocapas de un mineral llamado Tungstenina. Los científicos empezaron depositando pequeños cristales de este material utilizando vapores de azufre a temperaturas de 850 ºC, y obtuvieron láminas de tungstenita con dominios cristalinos triangulares y del grosor de un átomo.

Después de caracterizar el nuevo material, los científicos descubrieron que el material tenía unas propiedades fotoluminiscentes interesantes, incluso a temperatura ambiente. Es decir, que eran capaces de absorber luz a una determinada longitud de onda y emitirla a una longitud de onda diferente. Además vieron que esta propiedad ocurría preferencialmente en determinadas zonas del material, exactamente en las aristas de los triángulos, dónde la química de la estructura cambia.

Este descubrimiento podría tener varias aplicaciones ópticas como la detección de luz, la producción de diodos emisores de luz e incluso en la tecnología de láseres y nuevas celdas solares. Los investigadores continúan estudiando las propiedades de este material y también desarrollando la técnica experimental para obtener otros materiales laminares con distintas propiedades en forma de monocapas.

Este proyecto se ha llevado a cabo principalmente a través de la subvención de la oficina de investigación del ejército norteamericano (the U.S. Army Research Office) y en parte a través del Centro de Ciencia a Nanoescala de la Universidad de Penn State  (Penn State Center for Nanoscale Science).

[ Katrina Voss ]

Traducción: María Crespo Ribadeneyra y Ana Laura Elías

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