Heterozja w półprzewodnikach
Tradycyjnie, badania materiałowe zajmują się organicznymi strukturami molekularnymi i nieorganicznymi sieciami krystalicznymi. Stworzone niedawno hybrydowe związki organiczno-nieorganiczne oferują szereg nowych, ciekawych możliwości, szczególnie w takich dziedzinach, jak półprzewodniki. Stosując podstawowe metody modelowania struktury elektronowej, uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu "Modelowanie struktury elektronowej hybrydowych półprzewodników organiczno-nieorganicznych" (Hybrid Energy) zbadali strukturalne i elektroniczne właściwości tych hybrydowych systemów. Wykorzystując nowe właściwości elektronowe powodujące zmiany we właściwościach optycznych i przewodzących, uczestnicy projektu Hybrid Energy wybrali najlepszych kandydatów na zastosowania komercyjne. Związkami, które były najbardziej obiecujące, jeśli chodzi o założone funkcje, były tlenek tytanu (IV) (TiO2) oraz siarczek ołowiu (II) (PbS). Wykorzystanie metalowej struktury organicznej opartej na TiO2 pozwoliło uzyskać obiecujące własności fotochromowe. Objawiająca się zmianą koloru z białego na niebieski własność może znaleźć zastosowanie w nowych generacjach inteligentnych okien. Jeśli chodzi o związek zawierający ołów, łatwość, z jaką elektrony można wzbudzić z pasma walencyjnego na pasmo przewodnictwa (tzw. pasmo wzbronione), może pozwolić uzyskać nowy rodzaj architektury ogniw słonecznych. Pasmo wzbronione PbS można zasadniczo dostroić, wykorzystując wymiary sieci nieorganicznej. Zjawisko to może stanowić przydatny mechanizm modyfikowania elektronowych właściwości zarówno absorpcji, jak i emisji światła. Projektowanie nowych materiałów funkcjonalnych przy pomocy modelowania struktur elektronowych w zastosowaniach związanych z energetyką jest rozwijającą się dziedziną o ogromnym potencjale dla małych i średnich przedsiębiorstw i całego sektora elektroniki. Wykorzystanie energii pochodzącej z przemian kwantowych w hybrydowych związkach organiczno-nieorganicznych przyniesie nieograniczone możliwości w zakresie ekologicznego wytwarzania energii.
