(Phys.org) —Un equipo de investigadores con afiliaciones de miembros a las universidades de Columbia y Stanford ha encontrado una manera de controlar la respuesta óptica de materiales atómicamente delgados en escalas de tiempo extremadamente cortas. En su artículo publicado en la revista Fotónica de la naturaleza , el equipo describe su enfoque y por qué creen que podría ayudar en el desarrollo de dispositivos fotónicos.

Como parte de sus esfuerzos para comprender mejor los dicalcogenuros de metales de transición (los TMDC pasan de ser semiconductores de banda prohibida indirectos cuando se encuentran a granel a semiconductores de banda prohibida directa cuando se reducen a muestras de uno o dos átomos de espesor y se pueden usar para crear películas útiles en aplicaciones ópticas) el equipo buscó muestras en 2D de seleniuro de tungsteno para ayudar a proporcionar respuestas. Los TMDC se indican mediante la estructura, MX ₂ , donde M es un metal de transición particular y X es un calcógeno, por lo tanto, seleniuro de tungsteno, es WS _2.

El equipo sometió muestras de un átomo y dos átomos de espesor del material a ráfagas de láser muy cortas. notando la respuesta de la foto en una amplia gama de frecuencias. Haciéndolo, los investigadores señalan, hizo que el material absorbiera los portadores de carga excitados, lo que hizo que el material actuara de alguna manera como un metal. Los portadores, también notan, cambió el carácter de los estados excitados, durante los momentos de alta excitación, los cargos se cancelaron entre sí, dejando plasma libre de electrones y huecos, también conocido como una transición de Mott, un ejemplo de una respuesta óptica controlada. En ausencia de excitaciones tan altas, normalmente se crea un excitón debido a la atracción de los portadores.

Las transiciones de Mott en los TMDC son fundamentales para la investigación que involucra la física de muchos cuerpos, y otros investigadores probablemente tomarán nota del hecho de que ahora está claro que al menos un tipo es capaz de resistir la avalancha de rápidos pulsos de láser; los sugiere para su posible uso en células solares u otras aplicaciones en las que un material estará sujeto a condiciones duras.

El equipo cree que sus hallazgos podrían conducir a avances en pantallas flexibles, haciéndolos más baratos de producir y también en varios otros dispositivos electrónicos. Planean continuar su trabajo, con la esperanza de aprender más sobre cómo interactúan los electrones en dichos materiales.

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