in de natuurkunde, het moirépatroon is een specifiek geometrisch ontwerp waarin reeksen rechte of gebogen lijnen op elkaar zijn geplaatst. Recente studies hebben aangetoond dat dubbellagen van overgangsmetaaldichalcogenidematerialen gerangschikt in moiré-patronen bijzonder veelbelovend kunnen zijn voor het bestuderen van elektronische fenomenen en excitonen (d.w.z. energieconcentraties in kristallen gevormd door een aangeslagen elektron en een bijbehorend gat).

Overgangsmetaal dichalcogenide moiré dubbellagen hebben gunstige eigenschappen voor het bestuderen van zowel elektronische als excitonische fysische verschijnselen, inclusief sterke Coulomb-interacties. Eerdere onderzoeken hebben deze systemen met succes gebruikt om verschillende interessante ontdekkingen te doen, zoals exotische ladingsbestellingen bij zowel gehele als fractionele vullingen.

Onderzoekers van de Universiteit van Washington en andere instituten over de hele wereld hebben onlangs een studie uitgevoerd waarin specifiek een overgangsmetaal-dichalcogenide-moiré-systeem is onderzocht dat bestaat uit molybdeendiselenide (MoSe ₂ )/wolfraamdiselenide (WSe ₂ ) heterobilagen, hun papier, gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , rapporteert de waarneming van met moiré gearrangeerde trions (d.w.z. gelokaliseerde excitaties bestaande uit drie geladen deeltjes) in H-gestapelde MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilagen.

"Periodiek moiré-potentieel komt van nature voor in overgangsmetaal dichalcogenides moiré superroosters. Enkele jaren geleden, we stelden ons voor dat de periodieke potentiaal kan functioneren als arrays van kwantumstippen, "Wang Yao, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde TechXplore. "Op basis van dit idee ons team demonstreerde ladingsneutrale moiré-excitons in gedraaide MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilagen in 2019."

Het werk bouwt voort op eerdere studies van de groep die zich richtten op overgangsmetaal dichalcogenides moiré superroosters. Terwijl in hun eerdere onderzoek, het team was in staat om ladingsneutrale moiré-excitons waar te nemen in verwrongen MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilagen, in hun nieuwe studie, ze probeerden de elektrostatische controle van de dragerdichtheid toe te voegen aan hetzelfde moiré-systeem. Dit stelde hen uiteindelijk in staat geladen moiré-excitons te realiseren, die ook wel moiré-trions worden genoemd.

"Bij onze experimenten we maten de lichtemissie van de heterolagen die we onderzochten, Xu legde uit. "Door te focussen op emissie-eigenschappen (lijnbreedte, polarisatie, intensiteit, energie enz.) als een functie van dragerdoping, magnetisch veld en temperatuur, we waren in staat om moiré trions te identificeren."

De bevindingen kunnen belangrijke implicaties hebben voor de toekomstige ontwikkeling van nieuwe nanotechnologie, evenals voor de studie van excitonische verschijnselen. In hun toekomstige werk, het team hoopt moiré-systemen te gebruiken om verschillende fysieke verschijnselen te onderzoeken.

"We hebben aangetoond dat het moiré-potentieel ook geladen excitonen kan vasthouden, " zei Xu. "Gecombineerd met de ladingsneutrale, de heterobilaag kan worden gebruikt als een platform voor het bestuderen van zowel bosonische als fermionische veellichaamseffecten op basis van moiré-excitonen. In onze volgende onderzoeken, we zijn van plan om zowel evenwichts- als niet-evenwichtseffecten te bestuderen op basis van de moiré-systemen."

© 2021 Science X Network