Esquemas de excitons neutros e carregados em armadilhas moiré formadas em heterobliayers MoSe2 / WSe2. Crédito:Wang et al.
Na física, o padrão moiré é um desenho geométrico específico em que conjuntos de linhas retas ou curvas são sobrepostas umas às outras. Estudos recentes descobriram que bicamadas de materiais de dichalcogeneto de metal de transição dispostos em padrões moiré podem ser particularmente promissores para estudar fenômenos eletrônicos e excitons (isto é, concentrações de energia em cristais formados por um elétron excitado e um buraco associado).
Bicamadas moiré de dichalcogeneto de metal de transição têm características vantajosas para estudar fenômenos físicos eletrônicos e excitônicos, incluindo fortes interações Coulomb. Estudos de pesquisas anteriores usaram com sucesso esses sistemas para fazer várias descobertas interessantes, como pedidos de cobrança exóticos em preenchimentos inteiros e fracionários.
Pesquisadores da Universidade de Washington e de outros institutos em todo o mundo realizaram recentemente um estudo examinando especificamente um sistema de moiré de dichalcogeneto de metal de transição composto de disseleneto de molibdênio (MoSe 2 ) / diseleneto de tungstênio (WSe 2 ) heterobayers, Seu papel, publicado em Nature Nanotechnology , relata a observação de trions arranjados em moiré (ou seja, excitações localizadas consistindo em três partículas carregadas) em MoSe empilhado com H 2 / WSe 2 hetero-camadas.
"O potencial moiré periódico ocorre naturalmente em superredes moiré dichalcogenides metálicas de transição. Vários anos atrás, previmos que o potencial periódico pode funcionar como matrizes de pontos quânticos, "Wang Yao, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse TechXplore. "Com base nesta ideia, nossa equipe demonstrou excitons moiré neutros de carga em MoSe torcido 2 / WSe 2 heterobilayers em 2019. "
O trabalho baseia-se em estudos anteriores do grupo com foco em superredes moiré de dichalcogenetos metálicos de transição. Enquanto em suas pesquisas anteriores, a equipe foi capaz de observar excitons moiré de carga neutra em MoSe torcido 2 / WSe 2 heterobilayers, em seu novo estudo, eles tentaram adicionar o controle eletrostático da densidade de portadores ao mesmo sistema moiré. Isso finalmente permitiu que eles percebessem excitons moiré carregados, que também são conhecidos como moiré trions.
"Em nossos experimentos, medimos a emissão de luz das heterocamadas que examinamos, "Xu explicou." Ao focar nas propriedades de emissão (largura de linha, polarização, intensidade, energia, etc.) em função do doping de portador, campo magnético e temperatura, fomos capazes de identificar trions moiré. "
As descobertas podem ter implicações importantes para o desenvolvimento futuro de novas nanotecnologias, bem como para o estudo dos fenômenos excitônicos. Em seu trabalho futuro, a equipe espera utilizar sistemas moiré para investigar diferentes fenômenos físicos.
"Mostramos que o potencial do moiré também pode prender excitons carregados, "Xu disse." Combinado com os neutros de carga, a heterobilayer pode ser usada como uma plataforma para estudar os efeitos bosônicos e fermiônicos de muitos corpos baseados em excitons moiré. Em nossos próximos estudos, planejamos estudar muitos efeitos corporais de equilíbrio e desequilíbrio com base nos sistemas moiré. "
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