Химические соединения на основе элементов, которые принадлежат так называемым металлам перехода, могут быть обработаны, чтобы привести к атомарно тонким двумерным кристаллам, состоящим из монослоя рассматриваемого соединения. Получающиеся материалы – полупроводники с удивлением оптических свойств. В сотрудничестве с американскими коллегами команда физиков LMU во главе с Александром Ходжелом теперь исследовала свойства полупроводников тонкой пленки, составленных из металла перехода dichalcogenides (TMDs). Исследователи сообщают о своих результатах в журнале Nature Nanotechnology.
Эти полупроводники показывают удивительно сильное взаимодействие со светом и поэтому имеют большой потенциал для применений в области оптоэлектроники. В частности, электроны в этих материалах могут быть взволнованы с поляризованным светом. «Циркулярный поляризованный свет производит перевозчики обвинения, которые показывают или лево-или предназначенное для правой руки круговое движение. Связанный угловой момент квантуется и описывается так называемым индексом долины, который может быть обнаружен как поляризация долины», объясняет Ходжел.
В соответствии с законами квантовой механики, индекс долины может использоваться точно так же, как квант механическое вращение, чтобы закодировать информацию для многих заявлений включая квантовое вычисление.Однако недавние исследования индекса долины в полупроводниках TMD привели к спорным результатам.
Различные группы во всем мире сообщили о непоследовательных ценностях для степени поляризации долины. При помощи их недавно разработанного поляриметрического метода и монослоев использования полупроводникового дисульфида молибдена TMD как образцовая система, исследователи LMU теперь разъяснили причины этих несоответствий: «Ответ на поляризованный свет оказывается очень чувствительным к качеству кристаллов и может таким образом значительно измениться в том же самом кристалле», говорит Ходжел. «Взаимодействие между кристаллическим качеством и поляризацией долины позволит нам иметь размеры быстро и эффективно те свойства образца, которые важны для заявлений на основе квантовой степени свободы долины».Кроме того, новый метод может быть применен к другим полупроводникам монослоя и системам, составленным из нескольких различных материалов.
В будущем это позволит функциональностям устройств на основе атомарно тонких полупроводников – таких как новые типы светодиодов – характеризоваться быстро и экономно.