XNUMX층 이황화 몰리브덴은 반 데르 발스 소재, 전자는 적절한 실험 설정을 사용하여 여기될 수 있습니다. 이 전자는 나중에 가전자대에서 위치를 떠나 양전하를 띤 정공을 남기고 전도대로 들어갑니다.
전자와 정공은 전하가 다르기 때문에 서로 끌어당겨 결합하여 준입자. 후자는 물질 내에서 자유롭게 이동할 수 있으며 전자-정공 쌍 또는 여기자라고도 합니다.
빛으로 여기하면 XNUMX층으로 된 이황화 몰리브덴에서 두 가지 다른 종류의 전자-정공 쌍이 생성됩니다. 즉, 전자와 정공이 물질의 동일한 층에 국한되는 층 내 쌍과 전자와 정공이 위치하는 층간 쌍입니다. 서로 다른 레이어로 공간적으로 떨어져 있습니다.
이 두 종류의 전자-정공 쌍은 다양한 특성을 나타냅니다. 빛과 레이어 내 커플은 공격적으로 상호 작용하여 강렬하게 빛납니다. 한편, 중간층 여기자 상당히 약하지만 과학자들이 흡수된 파장을 조정할 수 있도록 다른 에너지로 이동할 수 있습니다. 층간 엑시톤과 같은 층간 엑시톤은 서로 매우 강력한 비선형 상호작용을 합니다. 이러한 상호 작용은 층간 여기자가 제공할 수 있는 많은 응용 분야에 중요합니다.
이제 물리학부의 Richard Warburton 교수와 스위스 나노과학연구소(SNI)가 이끄는 그룹의 연구원들이 바젤 대학 그들은 두 가지 유형의 전자-정공 쌍을 유사한 에너지로 가져와 결합했습니다.
이것은 층간 여기자를 조정했기 때문에 가능했습니다. 결과 커플링은 두 가지 유형의 전자-정공 쌍의 특성을 병합하여 과학자들이 매우 밝을 뿐만 아니라 매우 강하게 상호 작용하는 병합된 입자를 맞춤화할 수 있도록 합니다.
SNI Ph.D의 박사 과정 학생인 Lukas Sponfeldner 학교와 논문의 첫 번째 저자 Phys.org에 말했다, “이를 통해 우리는 두 가지 유형의 전자-정공 쌍의 유용한 특성을 결합할 수 있습니다. 이러한 병합된 속성은 개별 광자의 새로운 소스를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이는 양자 통신. "
과학자들은 또한 이 복잡한 전자-정공 쌍 시스템이 역학 또는 전자 분야의 고전 모델을 사용하여 시뮬레이션될 수 있음을 보여주었습니다.
Richard Warburton 교수는 이렇게 말했습니다. “특히, 전자-정공 쌍은 진동하는 질량 또는 회로로 매우 효과적으로 설명될 수 있습니다. 이러한 단순하고 일반적인 유추는 이황화 몰리브덴뿐만 아니라 다른 많은 재료 시스템 및 맥락에서 결합 입자의 기본 특성을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.”
저널 참조 :
- Lukas Sponfeldner et al., 이중층 MoS2의 용량 및 유도 결합 여기자, 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) (2022). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.129.107401
