阐明了电子和光电技术的谷极化

  发布时间: 2019年06月17日 14:22:22   作者: 广丰能源网

美国海军研究实验室(NRL)的一个跨学科科学家团队揭示了样品质量与单层过渡金属二硫化物(TMDs)中谷极化程度之间的直接联系。与石墨烯相比,许多单层TMD是半导体,并且有望用于电子和光电子技术的未来应用。

阐明了电子和光电技术的谷极化

在这个意义上,“谷”指的是电子带结构中电子和空穴都被定位的区域,“谷极化”是指谷群的比例 - 这是谷电子学研究中应用的一个重要指标。

“在TMDs中理论上预测了高度的谷极化,但实验值往往很低并且变化很大,”该研究的第一作者Kathleen McCreary博士说。“确定这些变化的起源非常重要,以便进一步了解TMD,并推进谷电子学领域的发展。”

当今的许多技术(即固态照明,计算机芯片中的晶体管和手机中的电池)仅仅依赖于电子的电荷以及电子如何在材料中移动。然而,在诸如单层TMD的某些材料中,可以使用光学激发将电子选择性地放置到所选择的电子谷中。

“TMD材料和混合2D / 3D异质结构的开发有望增强与未来国防部任务相关的功能,”该项目首席研究员Berend Jonker博士说。“这些包括超低功耗电子器件,非易失性光存储器以及信息处理和传感中的量子计算应用。”

不断发展的自旋电子学和谷电子学领域旨在利用自旋或谷地数量来存储信息和执行逻辑运算,而不仅仅是充电。这些发展领域的进步引起了行业领导者的关注,并且已经产生了诸如磁随机存取存储器之类的产品,其改进了现有的基于充电的技术。

该团队专注于具有高光学响应度的TMD单分子层,例如WS2和WSe2,并且发现表现出低光致发光(PL)强度的样品表现出高度的谷极化。这些发现提出了通过控制引入缺陷和非辐射重组位点来设计谷极化的方法

“真正理解样品到样品变异的原因是迈向控制谷物的第一步,”McCreary说。“在不久的将来,我们可以通过增加缺陷位置或通过钝化钝化来减少极化来准确地增加极化。”

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