Strækker sig til perfektion af 2-D halvledere

Komprimering af en halvleder for at bringe atomer tættere på hinanden eller strække den for at flytte dem længere fra hinanden kan dramatisk ændre, hvordan elektricitet flyder, og hvordan lys udsendes. Forskere fandt en innovativ måde at komprimere eller strække meget tynde (enkelt- og dobbeltlags) film af wolframdiselenid ved at placere filmen på forskellige overflader ved høje temperaturer. Den underliggende overflade strækkes eller komprimeres ved afkøling. Hvorfor? Med få undtagelser, alle materialer udvides ved opvarmning og sammentrækning, når de afkøles. Imidlertid, denne ændring sker med forskellige hastigheder. Fordi filmene reagerer i en anden hastighed end overfladen, filmene strækker sig eller komprimeres ved afkøling. Spændende, de elektroniske egenskaber ved de strakte film var dramatisk forskellige.

Strækfilm for at ændre, hvordan de leder elektricitet, kan føre til lysere LED -lys, mere effektive lasere, og højtydende elektronik. Strækning eller komprimering af film giver mulighed for kontrolleret ændring af elektroniske egenskaber, der kan bruges til at undersøge materialernes underliggende fysik. Teknikken er blevet brugt til at lave 2-D halvledende film, der kan bruges i forskellige enheder.

Materialers elektroniske og optiske egenskaber er direkte relateret til deres atomkrystalstruktur. Ved at bringe atomer tættere på hinanden (komprimere) eller flytte dem fra hinanden (strække), man kan dramatisk ændre materialers elektroniske og optiske egenskaber. Nu, forskere i Berkeley, Californien, har udviklet en ny metode til kontrollerbart at fremkalde op til 1 procent belastning på grund af strækning og 0,2 procent belastning på grund af kompression i 2-D wolframdiselenid (WSe2). I dette studie, forskerne voksede en halvleder ved en høj temperatur på forskellige substrater med uoverensstemmende termiske egenskaber. Ved afkøling, disse substrater trak sig mere eller mindre sammen end halvlederen. Hvis underlaget trak sig mere sammen, 2-D halvlederfilmen var i komprimering.

Når underlaget trak sig mindre sammen, krystalstrukturen af ​​2-D halvlederfilmen blev strakt. Strækningen af ​​filmen gav en ny ændring i filmens elektroniske egenskaber, og materialet ændrede sig fra at være et "indirekte" til et "direkte" båndgapmateriale, hvilket resulterede i, at det anstrengte materiale udsendte lys med den samme mængde energi (dvs. en øget fotoluminescenseffektivitet). Denne nye metode kan bruges til at udvikle stamme-konstruerede 2-D halvledere og styre deres elektroniske egenskaber. Dette vil give forskere mulighed for at udvikle en bedre forståelse af materialets underliggende fysik samt producere nye materialer til udvikling af meget effektive elektroniske enheder.