Entre as principais vantagens da abordagem estão a simplicidade do processo, realizado em etapa única, e o alto grau de controle estrutura
Pesquisadores brasileiros alcançaram um avanço relevante na área de materiais funcionais ao desenvolver, pela primeira vez, uma estratégia simples e eficiente para produzir heteroestruturas semicondutoras metálicas com o uso de laser de pulsos ultracurtos.
O estudo foi conduzido por cientistas do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiado pela FAPESP e sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). A descoberta pode impulsionar aplicações em fotocatálise, optoeletrônica e fotônica.
Publicado na revista Materials Today Chemistry, o trabalho apresenta um método inovador baseado em lasers de femtossegundos, pulsos que duram apenas a trilionésima parte de um segundo, capazes de converter um único material precursor em uma heteroestrutura complexa.
No experimento, os pesquisadores irradiaram o semicondutor ortovanadato de prata (Ag₃VO₄) com pulsos de laser de femtossegundos. Em uma única etapa, o processo gerou simultaneamente três fases distintas: Ag₃VO₄ (semicondutor do tipo p), β-AgVO₃ (semicondutor do tipo n) e prata metálica (Ag⁰) com propriedades plasmônicas.
A formação dessa heteroestrutura é estratégica porque favorece a separação e o transporte de elétrons, fatores decisivos para aumentar a eficiência de dispositivos fotocatalíticos e optoeletrônicos. Além disso, as partículas metálicas com efeito plasmônico ampliam a absorção de luz visível, potencializando o desempenho do material.
Tradicionalmente, a fabricação de heteroestruturas semicondutoras metálicas exige processos complexos, com múltiplas etapas e custos elevados. A técnica desenvolvida pelo grupo do CDMF simplifica esse cenário ao explorar a interação ultrarrápida entre luz e matéria para induzir transformações não térmicas diretamente a partir de um único precursor, formando estruturas híbridas de maneira direta.
Entre as principais vantagens da abordagem estão a simplicidade do processo, realizado em etapa única, e o alto grau de controle estrutural. Como os pulsos de laser atuam em escalas de tempo extremamente curtas, evitam danos térmicos indesejados, preservando a integridade do material.
O potencial tecnológico também é significativo. Materiais com essas características podem ser empregados em sistemas de conversão de energia, sensores avançados e catalisadores ativados por luz.
O trabalho reforça ainda a importância da integração entre diferentes áreas do conhecimento, como ciência dos materiais, física e química, para enfrentar desafios contemporâneos. Segundo os autores, a metodologia abre novas perspectivas na engenharia de superfícies e interfaces, com impactos diretos em pesquisas voltadas à energia e ao meio ambiente.
O artigo intitulado From p to n type-semiconductor and metallic material: one-step route using femtosecond pulsed laser to produce Ag3VO4/Ag3VO3/Ag heterostructure está disponível na plataforma ScienceDirect.
Fonte https://jornalggn.com.br/
