Molibdênio da Austrália. Crédito:© NUST MISIS
Uma equipe internacional de cientistas, incluindo o professor Gotthard Seifert da NUST MISIS, deu um passo importante para o controle dos efeitos excitônicos em heteroestruturas bidimensionais de van der Waals. No futuro, esta pesquisa pode contribuir para a eletrônica com propriedades mais controladas. A pesquisa foi publicada em Física da Natureza .
Um material bidimensional com características eletrônicas adequadas é dissulfeto de molibdênio bidimensional (MoS2), que tem uma estrutura de camada única (uma camada de átomo) de molibdênio localizada entre duas camadas de enxofre. Em 2017, O professor Gotthard Seifert descreveu o mecanismo de germinação de defeitos na estrutura do dissulfeto de molibdênio bidimensional como um processo que tornará possível aos cientistas capitalizar sobre MoS bidimensional 2 potencial de uso da empresa em microeletrônica. Este trabalho foi publicado no principal jornal, ACS Nano .
O pesquisador agora estuda as propriedades de outros materiais bidimensionais para aplicação em eletrônica. Monocamadas de dissulfeto de molibdênio (e, por exemplo, diselenetos de volframita - WSe 2 ) mostraram propriedades ópticas excepcionais devido aos excitons, pares fortemente ligados de buracos de elétrons (quasipartículas agindo como um portador de uma carga positiva).
Átomos de molibdênio. Crédito:© NUST MISIS
Ao mesmo tempo, a criação do MoS 2 / WSe 2 heteroestrutura por camadas de monocamadas separadas leva ao aparecimento de um novo tipo de exciton, onde o elétron e o buraco são espacialmente divididos em diferentes camadas.
Os cientistas demonstraram que os excitons intercamadas fornecem uma exibição de sinal óptico muito específico quando em camadas. Isso permite que os cientistas estudem fenômenos quânticos, tornando-o ideal para experimentos em voltrônica, um campo da eletrônica quântica que busca controlar os elétrons nos "vales" dos semicondutores. No futuro, essas descobertas podem levar à maneira mais eficaz de codificar informações.
"Graças ao uso de métodos espectroscópicos e cálculos químicos quânticos a partir dos primeiros princípios, revelamos um buraco de elétron parcialmente carregado em MoS 2 / WSe 2 heteroestruturas, bem como a localização [do buraco do elétron]. Conseguimos controlar a energia de radiação deste novo exciton alterando a orientação relativa das camadas, "disse o professor Gotthard Seifert.
De acordo com Seifert, este resultado é um passo importante para a compreensão e controle dos efeitos do exciton nas heteroestruturas de Van der Waals. A equipe de pesquisa continua a estudar o efeito das rotações das camadas nas propriedades eletrônicas do material. No futuro, isso permitirá a criação de novos materiais exclusivos para painéis solares ou eletrônicos.
