p Fazer um líquido de elétrons é complicado, mas abre a porta para pesquisas em uma ampla variedade de eletrônicos. Os físicos do estado do NC criaram um diagrama de fases que pode ajudar os pesquisadores a criar este líquido em temperatura ambiente, tornando muito mais fácil para todos estudar. p O físico do estado de NC Alexander Kemper e o pesquisador de pós-doutorado Avinash Rustagi estudam o que acontece quando você perturba semicondutores ao excitar seus elétrons com luz. Eles fazem isso para entender melhor as propriedades desse material e para identificar materiais que podem ser úteis em dispositivos eletrônicos, desde computadores até detecção médica e dispositivos terapêuticos. Recentemente, eles publicaram um estudo que explica como criar um líquido de elétrons e "buracos" à temperatura ambiente, perturbando um tipo particular de material:dichalcogenetos de metal de transição em monocamada (ou TMDCs).

p Como se forma um líquido de buraco de elétron? Simplificando, é como a transição do vapor em água que ocorre quando o resfriamos abaixo de seu ponto de ebulição. Brilhar a luz em um semicondutor excita os elétrons dentro dele, referido como fotoexcitação. A fotoexcitação em um semicondutor cria uma grande densidade de elétrons e buracos (se um elétron é excitado para um estado superior, ele deixa um buraco em seu estado anterior). Se esses portadores de carga fotoexcitados viverem o suficiente e interagirem fortemente, um líquido de buraco de elétron (EHL) pode se formar.

p Parece muito simples, mas geralmente não é. Para formar, EHLs normalmente requerem temperaturas criogênicas (algo em torno de -238 graus Fahrenheit ou -150 graus Celsius).

p “Essas restrições têm dificultado a exploração do estado EHL para potenciais aplicações em dispositivos optoeletrônicos e valleytronic, "diz Rustagi." Mas o surgimento de TMDCs permitiu a observação recente de EHL em e acima da temperatura ambiente. Na verdade, O grupo do físico do estado de NC Kenan Gundogdu está trabalhando nesse sentido agora. "

p Os TMDCs são semicondutores com propriedades que interessam a qualquer pessoa que queira fazer com que a eletrônica opere com mais rapidez e eficiência. Monolayer TMDCs são semicondutores finos, referido como 2-D porque eles têm cerca de uma camada atômica de espessura. Quando os materiais são tão finos, surgem novas propriedades físicas.

p Kemper e Rustagi analisaram o dissulfeto de molibdênio TMDC monocamada (MoS2), e traçou um diagrama de fase para sua transição de um gás de pares de elétron-buraco para EHL. Seu diagrama de fase inclui as condições necessárias - densidade de portadores de carga fotoexcitados e temperatura - para a formação de EHL, e pode servir como um modelo para outros pesquisadores interessados ​​em estudar semicondutores TMDC no estado EHL.

p "A vida excepcionalmente longa dos portadores fotoexcitados torna possível a formação de EHL à temperatura ambiente em alta densidade de portadores fotoexcitados, "diz Rustagi." Isso abre caminhos para estudar o EHL sob diferentes efeitos, como campos magnéticos ou tensão, para potenciais aplicações tecnológicas. Imagine ser capaz de ajustar as propriedades de um material expondo-o à luz. Com TMDCs, a exposição à luz de alta intensidade pode levar a EHL, efetivamente mudando um semicondutor para se comportar como um metal. "