Нанополости способны значительно улучшить работу ультратонких панелей солнечных батарей и видеокамер. Возможно, в будущем кино будет связно только с 3D технологиями, но электроника и фотоника всегда будут использовать 2D. В частности речь идет двумерных полупроводниковых материалах.
Одним из последних достижений в этих областях стал двумерный проводник — дисульфид молибдена (MoS2). Он активно используется в производстве смазочных материалов и стальных сплавов, но в оптоэлектронике находится лишь на стадии изучения.
Инженеры помещают один слой молекул MoS2 на поверхности фотонной структуры, которая называется оптической нанополостью – она состоит из окиси алюминия и алюминия. Эти нанополости действуют как зеркала, увеличивая количество света, поглощаемого полупроводящим материалом. Эти полости помогают создавать лазеры и оптические волокна, используемые для связи.
Нанополости с использованием MoS2 помогут начать производство более мощных, эффективных и гибких электронных устройств. По мнению исследователей, нанополости имеют множество потенциальных сфер применения. Они могут использоваться для создания более эффективных и гибких солнечных панелей, и быстрых фотоприемников для видеокамер и других устройств. С помощью них можно даже улучшить производство водородного топлива путем расщепления воды.
Один слой MoS2 предпочтительнее в отличие от другого многообещающего двумерного материала, графена, поскольку его структура запрещенной зоны аналогична структуре полупроводников, используемых в светодиодах, лазерах и солнечных панелях.
В экспериментах нанополости были в состоянии поглотить почти 70% лазера, который был направлен на них. Их способность поглощать свет и преобразовывать этот свет в доступную энергию в конечном счете может помочь промышленности создать электронные устройства с низким энергопотреблением.
Промышленность старается удовлетворить спрос на более мелкие, более тонкие и более мощные оптико-электронные приборы, в частности, путем сокращения размеров полупроводников, используемых в этих устройствах. Однако главная проблема оптоэлектронных устройств, которые поглощают свет, заключается в том, что эти ультратонкие полупроводниковые приборы не поглощают свет так же хорошо, как обычные объемные полупроводники. Таким образом, производителям приходится искать компромисс между оптической способностью поглощения полупроводников и их размерами.
Нанополости, описанные выше, являются потенциальным решением этого вопроса.