Cabral foi coorientado pelo professor Juarez Lopes Ferreira da Silva, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da Universidade de São Paulo (USP). Gustin recebeu Bolsa de Doutorado e Bolsa no Exterior – Estágio de Pesquisa da FAPESP.
“Gustin e Cabral explicaram teoricamente as propriedades ópticas e de transporte singulares resultantes da interação de uma monocamada de bissulfeto de molibdênio [a substância inorgânica MoS2] com um substrato de azobenzeno [a substância orgânica C12H10N2]”, disse Lopez Richard à Agência FAPESP.
A incidência de luz faz a molécula de azobenzeno mudar da configuração espacial cis para a configuração espacial trans. E isso produz efeitos na nuvem de elétrons da monocamada de bissulfeto de molibdênio. Tais efeitos, que são reversíveis, já haviam sido investigados experimentalmente por Emanuela Margapoti em pesquisa de pós-doutorado realizada na UFSCar, também com apoio da FAPESP. Gustin e Cabral produziram um modelo para emular teoricamente o processo.
“Eles fizeram simulações ab initio [simulações computacionais a partir da ciência estabelecida] e cálculos baseados em teoria do funcional de densidade [que emprega a mecânica quântica para descrever a dinâmica de sistemas compostos por muitos corpos]. E modelaram as propriedades de transporte da monocamada de bissulfeto de molibdênio quando perturbada pelas variações no substrato de azobenzeno”, explicou Richard.
Embora aplicações tecnológicas não façam parte do artigo publicado, o eventual emprego do efeito para a construção de um transistor bidimensional ativado por luz está no horizonte dos pesquisadores.
“A estrutura quase bidimensional torna o bissulfeto de molibdênio tão atrativo quanto o grafeno em termos de redução do espaço e maleabilidade. Mas ele possui virtudes que, potencialmente, o tornam ainda melhor. É um semicondutor com propriedades parecidas com as do grafeno quanto à condutividade elétrica. E é opticamente mais versátil, porque emite luz na faixa de frequências do infravermelho ao visível”, disse Richard.
A estrutura híbrida de bissulfeto de molibdênio e azobenzeno é considerada um material altamente promissor. Mas, para que venha a ser efetivamente empregada em dispositivos úteis, muitas pesquisas e desenvolvimentos serão necessários.
O artigo Photomodulation of transport in monolayer dichalcogenides (doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.241403), de D. Meneses-Gustin, Luis Cabral, Matheus P. Lima, Juarez L. F. Da Silva, Emanuela Margapoti, Sergio E. Ulloa, Gilmar E. Marques e Victor Lopez-Richard, está publicado em: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.98.241403.
Densidade de probabilidade da função de espalhamento para o potencial (a) atrativo e (b) repulsivo. Correspondente variação da densidade de carga para os isômeros (c) cis e (d) trans da molécula de azobenzeno.
Agência FAPESP
