Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio desenvolveram uma maneira de produzir monocamadas de alta qualidade de uma seleção de diferentes dicalcogenetos de metais de transição que se encontram sobre uma costura atomicamente fina. Ao revestir essa camada com um gel de íons, uma mistura de um líquido iônico e um polímero, eles podem excitar a emissão de luz ao longo da costura. A luz também foi encontrada naturalmente polarizada circularmente, um produto da tensão personalizável através da fronteira. Seus resultados são publicados em Materiais Funcionais Avançados
Diodos emissores de luz (LEDs) tornaram-se onipresentes através de seu impacto revolucionário em quase todas as formas de iluminação. Mas à medida que nossas necessidades se diversificam e as demandas de desempenho crescem, ainda há uma clara necessidade de soluções ainda mais eficientes em termos de energia. Uma dessas opções envolve a aplicação de heteroestruturas no plano, onde camadas ultrafinas de diferentes materiais são modeladas em superfícies para produzir limites. No caso dos LEDs, é aqui que os elétrons e os "buracos" (vazios móveis em materiais semicondutores) se recombinam para produzir luz. A eficiência, funcionalidade e escopo de aplicações para tais estruturas são determinados não apenas pelos materiais utilizados, mas pelas dimensões e natureza dos limites, o que levou a uma grande quantidade de pesquisas para controlar sua estrutura em nanoescala.

Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Professor Associado Yasumitsu Miyata da Universidade Metropolitana de Tóquio, Professor Assistente Jiang Pu e Professor Taishi Takenobu da Universidade de Nagoya têm investigado o uso de uma classe de materiais conhecidos como dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs), uma família de substâncias contendo um elemento do grupo 16 da tabela periódica e um metal de transição. Eles têm usado uma técnica conhecida como deposição química de vapor para depositar elementos de forma controlada em superfícies para criar monocamadas atomicamente finas; muito de seu trabalho tem a ver com como essas monocamadas podem ser variadas para criar padrões com diferentes regiões feitas de diferentes TMDCs.

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Agora, a mesma equipe conseguiu refinar significativamente essa tecnologia. Eles redesenharam sua câmara de crescimento para que diferentes materiais pudessem ser movidos para mais perto do substrato em uma sequência definida; também introduziram aditivos para alterar a temperatura de vaporização de cada componente, permitindo condições otimizadas para o crescimento de camadas cristalinas de alta qualidade.

Como resultado, eles conseguiram usar quatro TMDCs diferentes para criar seis tipos diferentes de "costuras" afiadas e atomicamente finas. Além disso, adicionando um gel de íons, uma mistura de um líquido iônico (um fluido de íons positivos e negativos à temperatura ambiente) e um polímero, uma tensão pode ser aplicada através das costuras para produzir eletroluminescência, o mesmo fenômeno básico subjacente aos LEDs. A personalização de sua configuração e a alta qualidade de suas interfaces possibilitam explorar uma ampla gama de permutações, incluindo diferentes graus de "desajuste" ou tensão entre diferentes TMDCs.

Curiosamente, a equipe descobriu que o limite entre uma monocamada de disseleneto de tungstênio e dissulfeto de tungstênio produzia uma forma de luz "manual" conhecida como luz polarizada circularmente, um produto direto da tensão na costura. Esse novo grau de controle em nanoescala abre um mundo de possibilidades de como suas novas estruturas podem ser aplicadas a dispositivos reais, particularmente no campo da optoeletrônica quântica. + Explorar mais

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