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    Científicos descubren un método para obtener películas ultrafinas que absorben la luz

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    Ciencia
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    Los expertos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia, con sede en Moscú, obtuvieron una serie de películas ultrafinas multilaminares que podrían constituir el fundamento del sector electrónico y energético del futuro.

    El resultado se obtuvo tras los estudios que ayudaron a descubrir las condiciones principales para la síntesis termoquímica de heteroestructuras de dicalcogenuros de metales de transición (DMT) MoS2, WS2, MoSe2 y WSe2.

    Las películas ultrafinas de disulfuros y diselenuros de metales de transición (en particular, el molibdeno y el volframio) absorben la luz de manera muy eficaz. Esto se debe al hecho que, en caso de que los cristales de DMT tengan un tamaño muy pequeño, la absorción de la luz puede realizarse sin la participación de los fonones (vibraciones de la retícula).  

    Simultáneamente, en la superficie de tales nanocristales pueden realizarse las condiciones para la descomposición de moléculas del agua en hidrógeno y oxígeno. Esto convierte las películas ultrafinas de DMT en un material prometedor en el ámbito de fotoelectrocatálisis y para la creación de muchos equipos optoelectrónicos avanzados: desde fotodetectores hasta transformadores fotovoltáicos.

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    "Es importante formar la película multilaminar, al elegir las condiciones de creación de las capas de DMT que no afectarán la capa ultrafina de otro material de DMT ya hecha. Hemos estudiado las condiciones de obtención de las películas ultrafinas de DMT de alta calidad con el uso del método de tratamiento termoquímico de precursores de metal y de óxidos metálicos de películas ultrafinas Mo y W en vapores de azufre o selenio, así como en la atmósfera de sulfuro de hidrógeno", dijo a Sputnik el ingeniero de la MEPhI Dmitri Fominski, experto en el ámbito de sedimentación de impulso con láser de películas finas y nanoestructuras.

    ​Según él, se estudiaron las películas obtenidas con un conjunto de métodos actuales: microscopía electrónica de transmisión y de barrido, espectroscopia de dispersión combinatoria de la luz, espectroscopia fotoelectrónica de rayos X. Se puso de relieve que la transformación de la película que contenía Мо en vapores de azufre o sulfuro de hidrógeno dependía del estado químico del precursor original creado por el método de sedimentación de impulso con láser.

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    El uso de este método permitió obtener una película fina con el espesor y la composición química dados. Esto ayudó a los científicos a determinar las condiciones para la sulfuración eficaz de películas Мо y МоОх con el fin de obtener las películas ultrafinas MoS2 con las temperaturas inferiores a 500°С.

    "Hemos obtenido también las películas de diselenuros de metales de transición, en particular, del diselenuro de volframio con una estructura cristalina relativamente perfecta. De esa forma se hace posible obtener las películas ultrafinas semiconductoras del tipo Mo(W)SxSe2 cuyas características útiles se regulan por la concentración de metales [W/Mo] y calcógenos [S/Se]", señala Dmitri Fominski.

    Los autores presentaron los resultados de la investigación en la XVI Escuela-Conferencia Internacional ‘Nuevos materiales: combustible nuclear tolerante". Destacan que las 'ventanas' tecnológicas y de temperatura para la formación de sulfuros de molibdeno y volframio se entrelazan  mucho. Mientras, según los expertos de la MEPhI, con el uso de varios precursores (de metal, de óxidos de metal) y medios activos con calcógenos se puede encontrar las condiciones apropiadas para obtener las películas ultrafinas con las características estructurales y químicas dadas.

    ​Como las películas son capaces de actuar como fotocatalizadores, en un futuro esto permitirá obtener de manera más eficaz los componentes del combustible solar (hidrógeno y oxígeno) del agua, sin el uso de elementos costosos del grupo del platino.

    Etiquetas:
    películas, científicos, ciencia, tecnología, Rusia
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