En un estudio publicado en Science Advances , el Prof. Wang Can del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China y el Prof. Xu Xiulai de la Universidad de Pekín han demostrado por primera vez la dependencia de la conmutación de la polarización del valle y el grado de polarización del período muaré mediante ingeniería de torsión en una transición controlada eléctricamente. heterobicapas de dicalcogenuro metálico (hBL).
Los hBL de Van der Waals (vdW) han atraído mucha atención debido a sus estructuras de bandas de energía electrónica y sus diversas propiedades físicas para posibles aplicaciones optoelectrónicas basadas en valles. El patrón muaré entre diferentes monocapas en heteroestructuras vdW conduce naturalmente a un potencial periódico a nanoescala, lo que brinda una oportunidad única para hacer realidad la próxima generación de dispositivos valletrónicos.
La ingeniería de torsión es una herramienta poderosa para manipular los grados de libertad de los valles de los excitones entre capas (IX). Proporciona una libertad adicional para controlar el potencial excitónico, mejorando así la controlabilidad de las propiedades del valle. Sin embargo, no se ha investigado el control dependiente del ángulo de torsión del potencial excitónico y la polarización de valle en heteroestructuras controladas eléctricamente.
En este estudio, los investigadores demostraron que la polarización del valle de los IX se puede controlar eficazmente ajustando el ángulo de torsión. Tanto el grado de polarización circular (DCP) como la conmutación de polarización se controlan eléctricamente en WSe2 fabricado. /WS2 Dispositivos de heteroestructura con diferentes períodos de muaré determinados por el ángulo de torsión.
Los mecanismos físicos del DCP dependiente del ángulo de torsión se han estudiado experimentalmente desde la perspectiva tanto intracapa como intercapa. Un potencial excitónico entre capas más bajo en los mínimos locales causado por un período muaré más largo conduce al confinamiento de más excitones, lo que resulta en un DCP mejorado.
Además, un aumento en las interacciones de intercambio de huecos de electrones (e-h) dentro de la capa en un ángulo grande da como resultado una disminución en la vida útil del valle dentro de la capa y una polarización inicial reducida del valle dentro de la capa, lo que en última instancia conduce a una reducción en la polarización del valle entre capas. P>
Al considerar la dependencia de la diferencia de potencial excitónico del período muaré, los cálculos teóricos basados en la teoría del primer principio muestran que la diferencia del potencial excitónico entre dos mínimos aumenta con el ángulo de torsión, lo que lleva a una mayor polarización externa para dispositivos con mayor Ángulo de giro para cambiar la polarización.
Basándose en este cambio de polarización, los investigadores también han demostrado un dispositivo de codificación direccionable por valles que proporciona una plataforma para futuras memorias no volátiles.
