Dois transdutores interdigitais (IDTs) geram e detectam ondas acústicas de superfície (SAWs, seta laranja). Entre os IDTs, essas ondas interagem com os elétrons de um material 2D, como dissulfeto de molibdênio (MoS2), dando origem a correntes acustoelétricas convencionais e não convencionais. MoS2 é separado do substrato piezoelétrico por uma camada dielétrica. Crédito:IBS
Pesquisadores do Centro de Física Teórica de Sistemas Complexos (PCS), dentro do Institute for Basic Science (IBS, Coreia do Sul), e colegas relataram um novo fenômeno, chamado Efeito Acustoelétrico Vale, que ocorre em materiais 2-D, semelhante ao grafeno. Esta pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física e traz novos insights para o estudo de Valleytronics.
Em acustoeletrônica, ondas acústicas de superfície (SAWs) são empregadas para gerar correntes elétricas. Neste estudo, a equipe de físicos teóricos modelou a propagação de SAWs em materiais 2-D emergentes, como dissulfeto de molibdênio de camada única (MoS 2 ) SAWs arrastam MoS 2 elétrons (e buracos), criando uma corrente elétrica com componentes convencionais e não convencionais. O último consiste em duas contribuições:uma corrente baseada em dobra e uma corrente Hall. O primeiro depende da direção, está relacionado aos chamados vales - mínimos de energia local dos elétrons - e se assemelha a um dos mecanismos que explica os efeitos fotovoltaicos de materiais 2-D expostos à luz. O segundo é devido a um efeito específico (fase de Berry) que afeta a velocidade desses elétrons viajando como um grupo e resultando em fenômenos intrigantes, como efeitos Hall anômalos e quânticos.
A equipe analisou as propriedades da corrente acustoelétrica, sugerindo uma maneira de executar e medir o convencional, empenamento, e correntes Hall independentemente. Isso permite o uso simultâneo de técnicas ópticas e acústicas para controlar a propagação de portadores de carga em novos materiais 2-D, criando novos dispositivos lógicos.
Padrões angulares dos componentes x e y do convencional (a, d), empenamento (b, e) e Hall (c, f) densidade de corrente elétrica. O sombreado amarelo marca as áreas de corrente negativa (direcionadas em oposição ao eixo x ou y). Pontos vermelhos manifestam os ângulos especiais, no qual apenas a corrente não convencional flui ao longo da direção x ou y. Crédito:IBS
Os pesquisadores estão interessados em controlar as propriedades físicas desses sistemas ultrafinos, em particular aqueles elétrons que são livres para se mover em duas dimensões, mas fortemente confinado no terceiro. Reduzindo os parâmetros dos elétrons, em particular seu ímpeto, rodar, e vale, será possível explorar tecnologias além da eletrônica de silício. Por exemplo, MoS 2 tem dois vales distritais, que poderia ser potencialmente usado no futuro para armazenamento e processamento de bits, tornando-o um material ideal para mergulhar em Valleytronics.
"Nossa teoria abre uma maneira de manipular o transporte no vale por métodos acústicos, expandindo a aplicabilidade dos efeitos valleytronic em dispositivos acustoeletrônicos, "explica Ivan Savenko, Líder da Equipe de Interação Light-Matter em Nanoestruturas da PCS.
