Basado en un estudio de las propiedades ópticas de nuevos semiconductores ultrafinos, Los investigadores de Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) en Munich han desarrollado un método para la caracterización rápida y eficiente de estos materiales.

Los compuestos químicos basados ​​en elementos que pertenecen a los llamados metales de transición pueden procesarse para producir cristales bidimensionales atómicamente delgados que consisten en una monocapa del compuesto en cuestión. Los materiales resultantes son semiconductores con propiedades ópticas sorprendentes. En cooperación con colegas estadounidenses, Un equipo de físicos de LMU dirigido por Alexander Högele ha explorado ahora las propiedades de los semiconductores de película delgada formados por dicalcogenuros de metales de transición (TMD). Los investigadores informan sus hallazgos en la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

Estos semiconductores exhiben una interacción notablemente fuerte con la luz y, por lo tanto, tienen un gran potencial para aplicaciones en el campo de la optoelectrónica. En particular, los electrones de estos materiales se pueden excitar con luz polarizada. "La luz polarizada circularmente genera portadores de carga que exhiben un movimiento circular hacia la izquierda o hacia la derecha. El momento angular asociado se cuantifica y describe mediante el llamado índice de valle que puede detectarse como polarización de valle, "Explica Högele. De acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, el índice de valle se puede utilizar al igual que el espín mecánico cuántico para codificar información para muchas aplicaciones, incluida la computación cuántica.

Sin embargo, Estudios recientes del índice de valle en semiconductores TMD han llevado a resultados controvertidos. Diferentes grupos en todo el mundo han informado valores inconsistentes para el grado de polarización de los valles. Con la ayuda de su método polarimétrico recientemente desarrollado y utilizando monocapas del disulfuro de molibdeno TMD semiconductor como sistema modelo, Los investigadores de LMU ahora han aclarado las razones de estas discrepancias:"La respuesta a la luz polarizada resulta ser muy sensible a la calidad de los cristales, y por lo tanto puede variar significativamente dentro del mismo cristal, "Dice Högele." La interacción entre la calidad del cristal y la polarización del valle nos permitirá medir de manera rápida y eficiente aquellas propiedades de la muestra que son relevantes para aplicaciones basadas en el grado de libertad cuántica del valle ".

Es más, El nuevo método se puede aplicar a otros semiconductores monocapa y sistemas compuestos de varios materiales diferentes. En el futuro, esto permitirá que las funcionalidades de los dispositivos basados ​​en semiconductores atómicamente delgados, como los nuevos tipos de LED, se caractericen de forma rápida y económica.