p A figura mostra uma comparação da imagem de microscopia de tunelamento de varredura (STM) dos intersticiais de oxigênio observados com defeito de ponto associado com a imagem prevista obtida a partir de cálculos da teoria funcional da densidade (DFT). As posições atômicas são indicadas (vermelho:oxigênio, azul:tungstênio, verde:selênio). As características finas das imagens STM experimentais e simuladas concordaram bem em uma faixa de diferentes tensões aplicadas. A espectroscopia de tunelamento de varredura mostrou que não havia estados de lacuna, consistente com as previsões teóricas. Crédito:ACS Nano
p Cientistas do NUS descobriram que os intersticiais de oxigênio no disseleneto de tungstênio de camada única (WSe
2 ) permitem que funcione como emissores de fóton único (SPEs) para aplicações ópticas quânticas. p Materiais bidimensionais (2-D) com redes tipo favo de mel atomicamente finas foram recentemente descobertos experimentalmente para uso como SPEs. Os SPEs emitem luz como partículas individuais ou fótons um de cada vez e desempenham um papel importante na óptica quântica e no processamento de informações quânticas. SPEs desenvolvidos usando materiais 2-D, como WSe
2 , fornecer flexibilidade para dispositivo potencial e integração de circuito em um ambiente de fabricação de semicondutores. Contudo, a natureza desses SPEs experimentalmente descobertos em WSe
2 não está claro e isso dificulta seu uso potencial em aplicações quânticas.
p Prof Su Ying QUEK, do Departamento de Física, NUS e sua equipe de pesquisa identificaram que as emissões de fóton único provenientes dos estados de exciton localizados em WSe
2 foram devido aos intersticiais de oxigênio presentes no material 2-D de camada única. A equipe de pesquisa usou uma combinação de cálculos teóricos e abordagens experimentais para chegar ao resultado. Com uma melhor compreensão das origens das emissões de fóton único, as descobertas podem ajudar no desenvolvimento de SPEs usando materiais 2-D e para melhorar seu desempenho de emissão.
p Em seu trabalho de pesquisa, a equipe não conseguiu encontrar correlações entre os cálculos da teoria funcional da densidade em defeitos pontuais intrínsecos no WSe
2 material com os espectros obtidos experimentalmente a partir de espectroscopia de tunelamento de varredura. Eles então se concentraram nos defeitos pontuais relacionados ao oxigênio associados ao WSe
2 material. Esses defeitos podem ser facilmente incorporados ao material durante o processo de síntese ou por passivação ambiente. Por meio de um processo de eliminação, eles descobriram que os defeitos associados aos intersticiais de oxigênio na rede são mais prováveis de estar produzindo os estados de excitons localizados nas posições espectrais experimentalmente observadas.
p O prof. Quek disse:"Este trabalho fornece um estudo detalhado de defeitos pontuais em WSe monocamada
2 e previu a natureza e as energias dos excitons nesses locais com defeitos. Decifrar a origem dos emissores de fóton único será útil para o desenvolvimento de emissores quânticos usando outros materiais 2-D para aplicações ópticas quânticas. "
