Un equipo de investigadores del Instituto Nacional de Grafeno, han demostrado que las redes atómicas de dicalcogenuros de metales de transición 2-D ligeramente retorcidos se someten a una extensa reconstrucción de la red, que pueden modelar sus propiedades optoelectrónicas en una escala de longitud nanométrica.

Desde el aislamiento del grafeno en 2004, los investigadores han identificado una multitud de materiales 2-D, cada uno con propiedades específicas y, a menudo, interesantes.

Más importante, Estos cristales atómicamente delgados se pueden apilar juntos, de manera similar a apilar ladrillos Lego, para crear materiales artificiales con las propiedades deseadas, conocidas como heteroestructuras.

La rotación mutua de cristales adyacentes en tales heteroestructuras, o girar, juega un papel importante en sus propiedades resultantes, pero hasta ahora estos estudios se han limitado en gran medida al grafeno y al nitruro de boro hexagonal.

En el informe, publicado en Nanotecnología de la naturaleza , el equipo ha descrito que para pequeños ángulos de torsión, las redes atómicas de dicalcogenuros de metales de transición se ajustan localmente para formar islas bicapa perfectamente apiladas, separados por límites de grano que acumula la tensión resultante. Usando microscopía electrónica de transmisión (TEM) de resolución atómica, han demostrado que apilar las dos monocapas casi paralelas entre sí (ángulo de giro cercano a 0 °) y antiparalelo (ángulo de giro cercano a 180 °) produce patrones de dominio periódicos sorprendentemente diferentes.

Se espera que las propiedades electrónicas de los materiales 2-D dependan de la configuración de apilamiento atómico local y tales redes de dominio periódicas pueden abrir una vía para modelar las propiedades del material con precisión nanométrica. Con ese fin, El equipo ha descubierto que el dominio en bicapas casi paralelas demuestra una asimetría intrínseca de las funciones de onda electrónicas nunca antes vistas en otros materiales 2-D.

En bicapas antiparalelas, la estructura de dominio resultante produce fuertes texturas piezoeléctricas detectadas por microscopio de fuerza atómica conductor, que gobernará el movimiento de los electrones, agujeros un excitones en este sistema.

Este trabajo demuestra que el grado de libertad de "giro" en el diseño de heteroestructura puede permitir la creación de nuevos y emocionantes sistemas cuánticos, tales como matrices periódicas controlables de puntos cuánticos y emisores de fotones únicos.

Astrid Weston, quien fue el autor del artículo dijo:"Una comprensión fundamental de la evolución de la estructura cristalina en los dicalcogenuros de metales de transición trenzados es fundamental para el estudio de sus emocionantes propiedades electrónicas y ópticas y no se encontraba en el campo".

Dr. Roman Gorbachev, quien dirigió el equipo dijo:"El giro tendrá un impacto revolucionario en el campo de los materiales 2-D, y nuestro trabajo es un hito importante en este camino ".