(Phys.org) - Een team van onderzoekers met lidmaatschappen van Columbia en Stanford Universities heeft een manier gevonden om de optische respons van atomair dunne materialen op extreem korte tijdschalen te beheersen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfotonica , het team beschrijft hun aanpak en waarom ze denken dat het kan helpen bij de ontwikkeling van fotonische apparaten.

Als onderdeel van hun inspanningen om overgangsmetaal dichalcogeniden beter te begrijpen (TMDC's gaan van indirecte bandgap-halfgeleiders wanneer ze in bulk worden gevonden naar directe bandgap-halfgeleiders wanneer ze worden gereduceerd tot monsters met een dikte van één of twee atomen en kunnen worden gebruikt om films te maken die nuttig zijn in optische toepassingen) het team keek naar 2D-monsters van wolfraamselenide om antwoorden te geven. TMDC's worden aangeduid met de structuur, MX ₂ , waarbij M een bepaald overgangsmetaal is en X een chalcogeen is, dus wolfraamselenide, is WS _2.

Het team onderwierp monsters van één atoom en twee atomen dik van het materiaal aan zeer korte laserstralen. het opmerken van de fotorespons over een breed scala aan frequenties. Als je dat doet, de onderzoekers merken op, zorgde ervoor dat het materiaal opgewonden ladingsdragers absorbeerde, waardoor het materiaal op een bepaalde manier als een metaal ging werken. de vervoerders, ze merken ook op, veranderde het karakter van de aangeslagen toestanden - in tijden van hoge opwinding, de aanklachten schreven elkaar af, plasma achterlatend dat vrij was van elektronen en gaten, ook bekend als een Mott-overgang - een voorbeeld van een gecontroleerde optische respons. Bij afwezigheid van zulke hoge excitaties, een exciton wordt normaal gesproken gecreëerd door de aantrekkingskracht van de dragers.

Mott-overgangen in TMDC's staan ​​centraal in onderzoek met veellichaamsfysica, en andere onderzoekers zullen waarschijnlijk nota nemen van het feit dat het nu duidelijk is dat ten minste één type in staat is om de aanval van snelle laserpulsen te weerstaan ​​- het suggereert ze voor mogelijk gebruik in zonnecellen of andere toepassingen waarbij een materiaal wordt blootgesteld aan zware omstandigheden.

Het team is van mening dat hun bevindingen kunnen leiden tot vooruitgang in flexibele displays, waardoor ze goedkoper te produceren zijn en ook in verschillende andere elektronische apparaten. Ze zijn van plan hun werk voort te zetten, in de hoop meer te leren over hoe elektronen in dergelijke materialen op elkaar inwerken.

© 2015 Fys.org