Forskere observerer moiré-trioner i H-stablede overgangsmetal dichalcogenid-dobbeltlag

I fysik, moiré-mønsteret er et specifikt geometrisk design, hvor sæt af lige eller buede linjer er overlejret oven på hinanden. Nylige undersøgelser har fundet ud af, at dobbeltlag af overgangsmetal dichalcogenid-materialer arrangeret i moiré-mønstre kunne være særligt lovende til at studere elektroniske fænomener og excitoner (dvs. koncentrationer af energi i krystaller dannet af en exciteret elektron og et tilhørende hul).

Overgangsmetal dichalcogenid moiré dobbeltlag har fordelagtige egenskaber til at studere både elektroniske og excitoniske fysiske fænomener, inklusive stærke Coulomb-interaktioner. Tidligere forskningsstudier har med succes brugt disse systemer til at gøre flere interessante opdagelser, såsom eksotiske ladningsordrer ved både heltals- og fraktionsfyldninger.

Forskere ved University of Washington og andre institutter verden over har for nylig udført en undersøgelse, der specifikt undersøger et overgangsmetal dichalcogenid moiré-system bestående af molybdændiselenid (MoSe ₂ )/wolframdiselenid (WSe ₂ ) heterobilag, Deres papir, udgivet i Natur nanoteknologi , rapporterer observation af moiré-arrangerede trioner (dvs. lokaliserede excitationer bestående af tre ladede partikler) i H-stablet MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilag.

"Periodisk moiré-potentiale forekommer naturligt i overgangsmetal dichalcogenides moiré-supergitter. For flere år siden, vi forestillede os, at det periodiske potentiale kan fungere som arrays af kvanteprikker, "Wang Yao, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte TechXplore. "Baseret på denne idé, vores team demonstrerede ladningsneutrale moiré-excitoner i snoet MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilag i 2019."

Arbejdet bygger på gruppens tidligere undersøgelser med fokus på overgangsmetal dichalcogenides moiré supergitter. Mens i deres tidligere forskning, holdet var i stand til at observere ladningsneutrale moiré-excitoner i snoet MoSe ₂ /WSe ₂ heterobilag, i deres nye undersøgelse, de forsøgte at tilføje den elektrostatiske kontrol af bærertætheden til det samme moiré-system. Dette satte dem i sidste ende i stand til at realisere ladede moiré-excitoner, som også er kendt som moiré trioner.

"I vores eksperimenter, vi målte lysemissionen fra de heterolag, vi undersøgte, " Xu forklarede. "Ved at fokusere på emissionsegenskaber (linjebredde, polarisering, intensitet, energi osv.) som en funktion af bærerdoping, magnetfelt og temperatur, vi var i stand til at identificere moiré-trioner."

Resultaterne kan få vigtige konsekvenser for den fremtidige udvikling af ny nanoteknologi, samt til studiet af excitoniske fænomener. I deres fremtidige arbejde, holdet håber at kunne bruge moiré-systemer til at undersøge forskellige fysiske fænomener.

"Vi viste, at moiré-potentiale også kan fange ladede excitoner, " sagde Xu. "Kombineret med de ladningsneutrale, heterobillaget kan bruges som en platform til at studere både bosoniske og fermioniske mangekropseffekter baseret på moiré-excitoner. I vores næste undersøgelser, vi planlægger at studere både ligevægt og ikke-ligevægt mange kropseffekter baseret på moiré-systemerne."

© 2021 Science X Network