Fabricación de dispositivos optoelectrónicos flexibles basados en dicalcogenuros de metales de transición (2021)
Los dicalcogenuros de metales de transición (TMDs) son materiales que han atraído bastante atención a lo largo de la última década debido a su estructura cristalina de nanocapas 2D unidas por fuerzas débiles de van der Waals y a su carácter como semiconductor, que experimenta una transición de bandgap indirecto a bandgap directo cuando se exfolia una monocapa. Estos materiales han sido aplicados recientemente en optoelectrónica, y en particular se ha buscado usarles para dispositivos optoelectrónicos flexibles, pero su uso se ha visto limitado por su baja conductividad, que implica que su responsividad sea bastante baja. Como solución, se ha propuesto hacer dispositivos que mezclen los TMDs con materiales conductores, para incrementar su conductividad. El presente trabajo muestra un procedimiento que se ha desarrollado para la exfoliación, impresión y caracterización de dispositivos optoelectrónicos flexibles basados en MoS2 mezclado con grafeno. Se ha optimizado un método de exfoliación por intercalación con litio; se desarrolló un método de transferencia a sustrato de papel, y se hicieron medidas de fotoconductividad. Adicionalmente, se estudiaron las características del sistema de percolación G-MoS2. Se consiguió optimizar el método de exfoliación, alcanzando concentraciones de cerca de 0,3mg/mL y yields de más de 10 % sobre una masa inicial de 100mg, para dispersiones con hojuelas de tamaño micrométrico. Se diseñó un nuevo método de transferencia para sustratos en papel que permite lograr grosores de capa del orden de décimas de micrómetro. Se consiguió hacer distintos dispositivos optoelectrónicos, alcanzando sensibilidades de encima de 10 % de la corriente en oscuro, y responsividades por encima de 20µA/W. También se alcanzaron a estudiar los coeficientes del sistema de percolación G-TMD, aunque no con gran precisión.