Netwerk van direct gebonden nanokristallen veelbelovend voor toekoms..
Meer informatie
Contactperso(o)n(en): Gabby Zegers
Weblocatie: http://www.fom.nl/live/nieuws/archief_persberichten/persberichten2015/artikel.pag?objectnumber=309519
printerversie
24 september 2015, 2015/28
Netwerk van direct gebonden nanokristallen veelbelovend voor toekomstige zonnecellen en elektronica
Onderzoekers hebben halfgeleider-nanokristallen op een nieuwe manier direct met elkaar verbonden. Dat levert netwerken op met betere elektronische eigenschappen. De gerealiseerde loodselenide netwerken zijn veelbelovend omdat zij toegepast kunnen worden in zeer efficient werkende zonnecellen
of transistoren. Onderzoekers van de Stichting FOM, de TU Delft, de Universiteit Utrecht en het Franse CNRS publiceren vandaag hun resultaten in de online editie van het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
Figuur 1. Halfgeleider-nanokristallen.
vergroten Figuur 1. Halfgeleider-nanokristallen
Loodselenide quantum dots
Het onderzoek, dat onder leiding staat van Laurens Siebbeles (TUD), draait om tweedimensionale netwerken van nanokristallen in de vorm van loodselenide (PbSe) quantum dots. Quantum dots zijn een soort kunstmatige atomen.
Nu zijn netwerken van PbSe-quantum dots niet onbekend. Ze worden al langer gefabriceerd. Het nieuwe element zit in de manier waarop de quantum dots chemisch met elkaar verbonden zijn. Tot nu toe zaten ze aan elkaar vast via koolstof-gebaseerde moleculen. De onderzoekers zijn er in geslaagd
anders samengestelde tweedimensionale netwerken van PbSe-quantum dots te maken. Deze quantum dots zijn niet meer verbonden door koolstof-gebaseerde moleculen maar via een directe chemische binding, de covalente binding (of atoombinding). En deze verandering blijkt een veelbelovende positieve
invloed te hebben op de eigenschappen van de netwerken.
Zeer beweeglijke ladingen
De belangrijkste verbeterde eigenschap is wel dat ladingsdragers (bijvoorbeeld elektronen) met hoge snelheid door het netwerk kunnen bewegen. De beweeglijkheid ligt minstens een factor tien hoger dan voor de PbSe-netwerken met koolstof-gebaseerde moleculen. De beweeglijkheid is een belangrijke
parameter, bijvoorbeeld in het rendement dat een dergelijk materiaal zou hebben in een zonnecel-toepassing. Maar ook voor andere toepassingen is deze verhoging van de beweeglijkheid goed nieuws, zoals in infrarood-detectoren of transistoren. Overigens zal volgens Siebbeles een eventuele
toepassing nog nader onderzoek vereisen.
Ladingsvermenigvuldiging
De vinding is om nog een andere reden van belang voor toekomstige zonnecellen. In nanokristallen, zoals PbSe, kan de absorptie van een enkel foton namelijk leiden tot meerdere aangeslagen elektronen: twee voor de prijs van een dus. Volgens allereerste metingen treedt ladingsvermenigvuldiging
in de nieuwe netwerken al op bij een lagere foton energie dan voorheen in netwerken met koolstofgebaseerde moleculen.
De Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) is hoofd-financier van dit onderzoek. Vanuit de TU Delft werkten medewerkers van de afdeling Chemical Engineering van de Faculteit Technische Natuurwetenschappen en het Kavli Institute of Nanoscience aan dit onderzoek.
Meer informatie
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met prof.dr. Laurens Siebbeles, (015) 278 18 00.
Referentie: DOI 10.1038/ncomms9195.