Depois do grafeno, os cientistas estão estudando as propriedades de outros produtos químicos que têm uma estrutura semelhante – uma fina camada atômica e um arranjo regular de átomos. Um desses materiais é o fósforo preto com um gap exclusivo para semicondutores. Descobriu-se que essa característica do fósforo preto pode ser alterada em uma ampla faixa por simples deformação – compressão, alongamento e dobra.
Fonte da imagem: UC Berkeley
Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley conduziram uma série de experimentos com fósforo preto (BP), nos quais mostraram o efeito de vários tipos de estresse mecânico em um material. Em combinação com dissulfeto de molibdênio (MoS2) em um substrato de poliimida, a placa de fósforo preta foi dobrada, comprimida e esticada. Durante os experimentos, descobriu-se que o gap do material variou em uma faixa bastante ampla. Isso significa que LEDs de fósforo preto e fotodiodos podem ser reconfigurados mecanicamente para trabalhar em todo o espectro de radiação, o que é bem feito por elementos microeletromecânicos (MEMS).
Fonte da imagem: UC Berkeley
Hoje, ao criar dispositivos optoeletrônicos para trabalhar com múltiplos comprimentos de onda, são usados LEDs e fotodiodos com comprimento de onda fixo. Um elemento experimental baseado em fósforo negro mostrou a possibilidade de sintonia mecânica reversível e controlada da radiação e faixa de recepção de 2,3 a 5,5 μm. Este é o intervalo infravermelho de ondas curtas e médias. O que é importante, as estruturas são muito elásticas e duráveis, o que lhes permite suportar inúmeras cargas físicas sobre o material.
Fonte da imagem: UC Berkeley
No futuro, os cientistas esperam criar fotocélulas da Frota do Mar Negro para operação na faixa do infravermelho visível. Por exemplo, isso permitirá que você crie óculos de visão noturna compactos com sensibilidade ajustável. Este material tem uma ampla gama de aplicações – desde sensores universais para uma ampla gama de elementos químicos até eletrônica de computação e telecomunicações.