Søgningen efter elektronhulsvæsker bliver varmere
(a) Fotoluminescens (PL) målinger, der viser eksitonisk til elektron-hul væske (EHL) overgang og stigning i topintensitet. (b) Beregnede båndgab-forskydninger på grund af prøvestamme (refereret til K-VB). Indsæt viser tilpasning af stamme vs temperatur baseret på Raman-spektroskopimålinger [10]. (c) Skematisk båndstrukturudvikling under gitterudvidelse. Stiplede linjer angiver kvasi-Fermi-niveauer for elektronhuller. Skraveret område viser båndgabet før og efter faseovergang. Kredit: Fysisk gennemgang B (2021). DOI:10.1103/PhysRevB.103.075416
En elektronhulsvæske er en unik kollektiv kvantetilstandsdannelse i halvledere, hvor frie ladninger kan kondensere til en dråbe. Disse dråber har interessante anvendelser for laserstyrede kredsløb baseret på lysstråler i stedet for ledninger. Desværre, elektronhulsvæsker findes normalt kun i ekstremt kolde omgivelser, og er ikke praktiske til rigtige enheder. Men hvad nu hvis disse dråber i stedet kunne dannes, når materialet varmes op?
Vores undersøgelse forudsagde, at disse dråber muligvis kunne kondensere ved temperaturer 1, 000 grader (F) varmere end tidligere antaget. Vi lavede forudsigelsen ved at kombinere flere beregningsmodeller og tidligere eksperimentelle resultater, der skal bruges som ingredienser til en ny meta-analyse af elektron-hul væskeovergangen i en 1-atom tynd flage af molybdændisulfid (MoS) 2 ).
Vi viste, at vores første principanalyse matchede de fysiske data, vi tog via spektroskopi, og vi var i stand til at måle materialets vigtige egenskaber, såsom en enorm stigning i lysemissionsintensiteten på 23 gange, antal transportører i hver dal, intraband levetider, og andre parametre, der vil give os mere indsigt i dette materiales adfærd på atomniveau.
Dette nye beregningsarbejde antyder, at den unikke form af 1-atoms tynde halvlederflager gør dem til fremragende levesteder for elektron-hul væsker, selv over stuetemperatur. Blanding af resultaterne af flere computermodeller og eksperimenter gjorde det muligt for os at verificere, at lysemission fra disse flager faktisk var et signal om dråbedannelse.
Det faktum, at denne første-principper-analyse med succes forudsiger de målinger, vi tidligere har observeret, er en stor sejr både for gyldigheden af disse elektron-hul væskeobservationer og for brugen af fundamentale fysikmodeller til at analysere spektre og udtrække meningsfuld information om systemet.
Vi kan stadig ikke helt forklare lysemissionen fra disse dråber, men én ting er klar:atomisk tynde materialer spiller efter deres eget sæt regler.
Sidste artikelRøntgen dobbeltblink kontrollerer atomkerner
Næste artikelBlueprint for fejltolerante qubits
Varme artikler
-
Adieu, Le Grand K:Kilogrammet, der skal redefineres for første gang i 130 årKredit:CC0 Public Domain I en underjordisk hvælving i en forstad til Paris ligger en lille, sjældent set metalcylinder kendt som Le Grand K. I 130 år, denne hunk af golfboldstørrelse på 90% plati -
Kvantebrønde muliggør rekordeffektiv solcelle med to krydsDette diagram illustrerer de mange lag, der findes i både single-junction (venstre) og to-junction (højre) versioner af den nye solcelle. Cellerne blev omhyggeligt dyrket i en stærkt kontrolleret reak -
Sådan beregnes mængden af CO2Beregn mængden af CO2 produceret i en kemisk reaktion ved at måle masserne af reaktanterne (forbindelser, der får reaktion, ofte i nærværelse af en katalysator, for at fremstille produkter) og ve -
Simuleringer viser, hvordan massive sorte huller kunne dannes ved fusionerEn simulering af en akkretionsdisk, der omgiver et supermassivt sort hul. Kredit:Scott C. Noble Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i USA sammen med en i Indien og en i Ungarn har s
- Sådan beregnes en bølgelængdeserie i Balmer
- Gennembrud skaber hårdt materiale, der kan strække sig, helbrede og forsvare sig selv
- Sådan beregnes hældning ved hjælp af TI-83 Plus
- NASA-forskere lærer maskiner at se
- Wildfire -problem vil vokse i de kommende årtier
- Monsunregn dræber 17 i Nepal, 11 i Indien