Molibdeno de Australia. Crédito:© NUST MISIS
Un equipo internacional de científicos, incluyendo al profesor Gotthard Seifert de NUST MISIS, ha dado un paso importante hacia el control de los efectos excitónicos en heteroestructuras bidimensionales de van der Waals. En el futuro, esta investigación podría contribuir a la electrónica con propiedades más controladas. La investigación ha sido publicada en Física de la naturaleza .
Un material bidimensional con características electrónicas adecuadas es el disulfuro de molibdeno bidimensional (MoS2), que tiene una estructura de una sola capa (capa de un átomo) de molibdeno ubicada entre dos capas de azufre. En 2017, El profesor Gotthard Seifert describió el mecanismo de germinación de defectos en la estructura del disulfuro de molibdeno bidimensional como un proceso que permitirá a los científicos capitalizar el MoS bidimensional 2 pleno uso potencial en microelectrónica. Este trabajo fue publicado en la principal revista, ACS Nano .
El investigador ahora estudia las propiedades de otros materiales bidimensionales para su aplicación en electrónica. Monocapas de disulfuro de molibdeno (y, por ejemplo, diselenuros de wolframita — WSe 2 ) han mostrado propiedades ópticas excepcionales debido a los excitones, pares de huecos de electrones estrechamente unidos (cuasipartículas que actúan como portadoras de una carga positiva).
Átomos de molibdeno. Crédito:© NUST MISIS
Al mismo tiempo, la creación del MoS 2 / WSe 2 La heteroestructura al colocar capas de monocapas separadas conduce a la aparición de un nuevo tipo de excitón, donde el electrón y el agujero se dividen espacialmente en diferentes capas.
Los científicos han demostrado que los excitones entre capas dan una visualización de señal óptica muy específica cuando se colocan en capas. Esto permite a los científicos estudiar fenómenos cuánticos, lo que lo hace ideal para experimentos en voltrónica, un campo de la electrónica cuántica que busca controlar los electrones en los "valles" de los semiconductores. En el futuro, Estos avances podrían conducir a la forma más eficaz de codificar la información.
"Gracias al uso de métodos espectroscópicos y cálculos químicos cuánticos desde los primeros principios, hemos revelado un agujero de electrones parcialmente cargado en MoS 2 / WSe 2 heteroestructuras, así como la ubicación [del agujero de electrones]. Hemos logrado controlar la energía de radiación de este nuevo excitón cambiando la orientación relativa de las capas, "dijo el profesor Gotthard Seifert.
Según Seifert, este resultado es un paso importante hacia la comprensión y el control de los efectos de los excitones en las heteroestructuras de Van der Waals. El equipo de investigación continúa estudiando el efecto de las rotaciones de capas en las propiedades electrónicas del material. En el futuro, esto permitirá la creación de nuevos materiales únicos para paneles solares o electrónicos.
