Un equipo de investigación dirigido por el profesor Kyoung-Duck Park en el Departamento de Física de UNIST ha logrado investigar y controlar las propiedades físicas de las arrugas a nanoescala formadas naturalmente en semiconductores bidimensionales (2D). Esto es gracias a su espectroscopía de fotoluminiscencia mejorada con punta adaptativa hiperespectral (a-TEPL) desarrollada previamente. Este será un gran paso adelante en el desarrollo de pantallas ultraflexibles.

Las arrugas son una deformación estructural inevitable en materiales semiconductores 2D, lo que da lugar a una heterogeneidad espacial en las propiedades de los materiales, según el equipo de investigación. Tal deformación estructural se ha considerado durante mucho tiempo como uno de los principales desafíos técnicos en la fabricación de semiconductores. ya que esto dañaría la uniformidad en la estructura, eléctrico, y propiedades ópticas de semiconductores. Además, porque el tamaño de estas arrugas es bastante pequeño, el análisis preciso de su estructura, óptico, y las propiedades excitónicas han sido imposibles con herramientas espectroscópicas convencionales. "Los enfoques recientes de ingeniería de deformaciones han permitido ajustar algunas de estas propiedades, sin embargo, no ha habido ningún intento de controlar la tensión inducida de las arrugas a nanoescala formadas naturalmente, mientras se investigan simultáneamente sus propiedades nanoópticas modificadas, "señaló el equipo de investigación.

En este estudio, el equipo de investigación presentó un enfoque de nano imágenes de TEPL hiperespectral, combinado con control de tensión nano-optomecánico, para investigar y controlar las propiedades nanoópticas y excitónicas de las arrugas formadas naturalmente en un WSe2 ML. Este enfoque les permitió revelar las propiedades electrónicas modificadas y los comportamientos de los excitones en la arruga, asociado con la deformación por tracción uniaxial inducida en el ápice. Basado en esto, el equipo de investigación pudo explotar la estructura de las arrugas como una plataforma de ingeniería de deformaciones a nanoescala. El control preciso de la punta de la fuerza atómica también les permitió diseñar las propiedades excitónicas de los TMD ML en las regiones nano-locales de una manera totalmente reversible. señaló el equipo de investigación.

El equipo de investigación presentó además una plataforma más sistemática para el control dinámico de nanoemisiones de las arrugas mediante la demostración de modos de modulación y conmutación operacionales programables en el tiempo y el espacio. "Prevemos que nuestro enfoque da acceso a aplicaciones potenciales en dispositivos nanofotónicos cuánticos, como fuentes nanoópticas brillantes para diodos emisores de luz, conmutador / multiplexor nanoóptico para circuitos integrados ópticos, y dispositivos de condensado de excitones, "dijo el equipo de investigación.

Mientras tanto, El profesor Ki Kang Kim y el Dr. Soo Ho Choi de la Universidad de Sungkyunkwan, y el profesor Hyun Seok Lee de la Universidad Nacional de Chungbuk participaron en la producción de materiales semiconductores 2D utilizados en el estudio. El profesor Geunsik Lee y el Dr. Yongchul Kim del Departamento de Química de UNIST también participaron en el cálculo teórico de los hallazgos.

Los hallazgos de esta investigación se han publicado en la versión en línea de Materiales avanzados , ya disponible, el 11 de mayo 2021. También ha sido seleccionada como portada del número de abril de 2021 de la revista. Además, la tecnología de origen de esta ingeniería de deformación nanomecánica obtuvo una patente oficial.