研究者は初めて、特定の非光起電性の原子的に平坦な（2D）材料から極性と光起電力挙動を取得する方法を発見しました。 重要なのは、素材を特別に配置する方法です。 結果として生じる効果は、太陽電池で一般的に見られる光起電力効果とは異なり、潜在的に優れています。

太陽光発電は、化石燃料からの脱却における重要な技術と見なされています。 研究者は、太陽エネルギーを生成するためのより効率的な手段を継続的に革新しています。 そして、これらの革新の多くは、材料研究の世界から来ています。 東京大学応用物理学部の井上敏也研究員と彼のチームは、2D材料の光起電力特性とそれらの材料が出会う界面に興味を持っています。

「多くの場合、複数の2D材料の界面は、個々の結晶だけとは異なる特性を示します」とIdeue氏は述べています。 「通常、光起電力効果を示さないXNUMXつの特定の材料は、非常に特殊な方法で積み重ねると、光起電力効果を示すことがわかりました。」

2つの材料は、セレン化タングステン（WSe2）と黒リン（BP）で、どちらも結晶構造が異なります。 もともと、両方の材料は無極性であり（伝導の優先方向がありません）、光の下で光電流を生成しません。 しかし、井出江らは、WSeXNUMXとBPのシートを正しい方法で積み重ねることで、サンプルが偏光し、材料に光を当てると電流が発生することを発見しました。 この効果は、照明領域がサンプルの両端の電極から遠く離れている場合でも発生します。 これは、通常の光起電力効果の仕組みとは異なります。

この動作の鍵は、WSe2とBPの調整方法です。 BPの結晶構造は、2つの平面で反射または鏡面対称を持っていますが、WSeXNUMXはXNUMX本の鏡面対称線を持っています。 材料の対称線が揃うと、サンプルは極性を獲得します。 このような層の積み重ねは微妙な作業ですが、通常の材料の形を見ただけでは予測できなかった新しい性質や機能を研究者に明らかにします。

「私たちにとって最大の課題は、発電効率の高い2D材料の適切な組み合わせを見つけることと、スタックの角度を変更した場合の影響を調査することです」とIdeue氏は述べています。 「しかし、これまでにない材料の創発的な特性を発見することはとてもやりがいがあります。 うまくいけば、いつの日かこの研究がソーラーパネルを改善するかもしれません。 ナノマテリアルのこれまでにない特性と機能性を探求したいと思います。」

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