• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Skapar en elektronhålsvätska vid rumstemperatur

    Upphovsman:North Carolina State University

    Att göra en vätska ur elektroner är komplicerat, men det öppnar dörren för forskning inom ett brett utbud av elektronik. NC -statens fysiker har skapat ett fasdiagram som kan hjälpa forskare att skapa denna vätska vid rumstemperatur, vilket gör det mycket lättare för alla att studera.

    NC -fysikern Alexander Kemper och postdoktoren Avinash Rustagi studerar vad som händer när du stör halvledare genom att spänna sina elektroner med ljus. De gör detta för att bättre förstå materialets egenskaper och för att identifiera material som kan vara användbara i elektroniska enheter, allt från datorer till medicinsk detektering och terapeutiska enheter. Nyligen, de publicerade en studie som förklarar hur man skapar en vätska av elektroner och "hål" vid rumstemperatur genom att störa en viss typ av material:monoskiktsövergångsmetalldikalkogenider (eller TMDC).

    Hur bildas en elektronhålsvätska? Enkelt uttryckt, det är som övergången av ånga till vatten som händer när vi kyler ånga under dess kokpunkt. Strålande ljus på en halvledare väcker elektronerna i den, kallas fotoexcitation. Fotoexcitation i en halvledare skapar en stor densitet av elektroner och hål (om en elektron exciteras till ett högre tillstånd lämnar den ett hål i sitt gamla tillstånd). Om dessa fotoexciterade laddningsbärare lever tillräckligt länge och interagerar starkt, en elektronhålsvätska (EHL) kan bildas.

    Det här låter riktigt enkelt, men brukar inte vara det. För att bilda, EHL kräver normalt kryogena temperaturer (någonstans runt -238 grader Fahrenheit eller -150 grader Celsius).

    "Dessa begränsningar har hindrat utforskningen av EHL -tillstånd för potentiella applikationer i optoelektroniska och valleytroniska enheter, "säger Rustagi." Men framväxten av TMDC har möjliggjort den senaste observationen av EHL vid och över rumstemperatur. Faktiskt, NC -statens fysiker Kenan Gundogdus grupp gör arbete i den riktningen just nu. "

    TMDC är halvledare med egenskaper som är av intresse för alla som vill få elektronik att fungera snabbare och effektivare. Enskikts TMDC är tunna halvledare, kallas 2-D eftersom de är ungefär ett atomlager tjocka. När materialet är så tunt, nya fysiska egenskaper dyker upp.

    Kemper och Rustagi tittade på monoskiktet TMDC molybden -disulfid (MoS2), och kartlagt ett fasdiagram för dess övergång från en gas av elektronhålspar till EHL. Deras fasdiagram innehåller de nödvändiga förhållandena - densitet hos fotoexciterade laddningsbärare och temperatur - för EHL -bildning, och kan fungera som en plan för andra forskare som är intresserade av att studera TMDC -halvledare i EHL -staten.

    "Den ovanligt långa livslängden för foto-upphetsade bärare gör rumstemperatur EHL-bildning möjlig vid hög fotoexciterad bärartäthet, "säger Rustagi." Detta öppnar möjligheter för att studera EHL under olika effekter, som magnetfält eller stam, för potentiella tekniska tillämpningar. Tänk dig att kunna stämma egenskapen för ett material genom att utsätta det för ljus. Med TMDC, exponering för högintensivt ljus kan leda till EHL, ändrar effektivt en halvledare för att bete sig som en metall. "


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com