Door de synthese van een nieuwe nanohybride structuur te bereiken door middel van de gepulseerde laserablatie (PLA) techniek, Professor My Ali El Khakani en zijn team hebben de weg vrijgemaakt voor een nieuwe generatie opto-elektronische materialen. De combinatie van koolstofnanobuisjes en loodsulfide (PbS) nanodeeltjes werd uitgevoerd met behulp van een effectief en relatief eenvoudig proces dat veel speelruimte biedt voor het creëren van andere nanohybriden voor een verscheidenheid aan toepassingen. Het onderzoek van het onderzoekscentrum INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Geavanceerde materialen , biedt veelbelovende perspectieven voor de ontwikkeling van zonne-energiesystemen van de derde generatie, snelle fotodetectoren, en opto-elektronische schakelaars.

In recente jaren, onderzoek naar de foto-elektronische eigenschappen van halfgeleider nanodeeltjes, zoals PbS, is gegroeid. De koppeling van deze nanodeeltjes met koolstofnanobuisjes is een veelbelovende strategie voor het effectief genereren van fotostroom. De synthesemethoden die door andere onderzoeksteams werden gebruikt, hadden aanzienlijke beperkingen. "Bij het chemisch synthetiseren van nanohybriden, onderzoekers gebruikten liganden, die agglomeratie van nanodeeltjes voorkomen, aan de ene kant, maar had een significante invloed op de dynamiek van de ladingsoverdracht van nanodeeltjes naar nanobuisjes, " zei professor El Khakani. Liganden verminderen de efficiëntie van de fotorespons en verhogen de reactietijd - twee effecten die niet werden waargenomen in nanohybriden geproduceerd door PLA, aangezien PbS in direct atomair contact staat met het oppervlak van de nanobuisjes.

"In het begin, we wisten niet of de nanohybriden zich zo zouden vormen dat ze effectief kunnen worden gebruikt voor fotodetectie, " zei Ibrahima Ka, een INRS-promovendus die werkt onder supervisie van professor El Khakani en co-supervisie van professor Dongling Ma. “Door onze aanpak te optimaliseren, we hebben nanohybriden ontwikkeld waarvan de fotoactiviteit bijna naar believen kan worden aangepast." Door het nieuwe nanohybride materiaal te integreren in functionele fotogeleidende apparaten, de onderzoekers waren verheugd om de sterke fotorespons te demonstreren, die de resultaten die met andere methoden zijn verkregen, overtreft. Dus, ze hebben fotoresponswaarden kunnen bereiken van wel 670% bij 633 nm en 1350% bij 405 nm onder omstandigheden waar andere nanohybriden niet hoger waren dan 37%. Verder, wanneer het materiaal wordt belicht door een laser, de reactietijd van de fotostroom is 1, 000 tot 100, 000 keer sneller dan tot nu toe gerapporteerd voor andere nanohybriden.

Het PLA-syntheseproces produceert zeer zuivere nanostructuren en biedt meer controle over nanohybride kenmerken. De resultaten van professor El Khakani demonstreren het enorme potentieel van deze koolstofnanobuisjes met PbS-kwantumdots.