Исследователи Университета Чикаго (University of Chicago) и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) продемонстрировали «электронный клей», который может способствовать ускорению разработок в полупроводниковых технологиях, включая такие «горячие» направления, как солнечные фотоэлементы и термоэлектрические устройства, соответственно, преобразующие солнечную энергию и тепловые отходы в электроэнергию.

Полупроводники играют большую роль в современных оптико-электронных приборах благодаря их совершенно уникальным физическим свойствам. Упомянутые устройства преобразования энергии, компьютерные чипы и другие полупроводниковые устройства и технологии, обычно, используют полупроводниковые кристаллы достаточно больших размеров. Однако, это конечно же дорого, и эта дороговизна часто останавливает разработки систем больших размеров, например, коллекторы солнечного излучения для крыш зданий.

Пузырек раствора нанокристаллов, который служит «клеем» для полупроводников (Фото: Dan Dry)

Для таких приложений инженеры усматривают большие перспективы в применении полупроводниковых нанокристаллов, размером всего в несколько сотен атомов. Нанокристаллы легко производятся в массовых количествах и могут быть использованы в производстве приборов посредством струйной печати или аналогичных технологий, основанных на растворных композициях. Но и здесь имеется проблема – кристаллы не способны эффективно передавать электрический разряд друг другу из-за поверхностных лигандов – крупных молекулярных вкраплений -изоляторов, обволакивающих нанокристаллы.

«Электронный клей», разработанный в лаборатории Дмитрия Талапина, решает проблему лигандов, способствуя замещению лигандов неорганическими молекулами нового типа, которые существенно усиливают электронные связи между нанокристаллами. Результаты исследований только что опубликованы в журнале Science (Colloidal Nanocrystals with Molecular Metal Chalcogenide Surface Ligands). Университет Чикаго выдал лицензию на соответствующую технологию для термоэлектрических приложений компании Evident Technologies.

Евгений Биргер