Som rapporterat i Naturfysik , ett Berkeley Lab-ledt team av fysiker och materialforskare var den första som entydigt observerade och dokumenterade de unika optiska fenomen som förekommer i vissa typer av syntetiska material som kallas moire; supergaller. De nya resultaten kommer att hjälpa forskare att förstå hur man bättre manipulerar material till ljusemitterare med kontrollerbara kvantegenskaper.

Moire; supergaller tillverkas genom att läggas på ark av enkelatomtjocka material ovanpå varandra i exakta konfigurationer för att skapa ett större och mer komplext övergripande mönster. I dessa arrangemang, de annars enkla kompositmaterialen visar spännande beteende.

Till exempel, färska studier från samma team visade att moire; supergaller tillverkade med tre lager grafen inklämda mellan lagren av bornitrid kan fungera som en exotisk isolator och en högtemperatur superledare.

I den aktuella studien, Berkeley Lab forskarstudent Emma Regan och hennes kollegor använde två mycket känsliga spektroskopimetoder för att undersöka excitonerna (bundna elektronpar och elektronhål, som förekommer i halvledande material) över lagren i en moire; supergitter som bildas av volframdisulfid och volframdiselenid.

"Vårt arbete ger nödvändig tydlighet om hur excitonerna i moire; superlattices kan existera i olika tillstånd, "sa Regan." Och nu vet vi ett enkelt sätt att skapa perfekta arrays av excitoner mellan skikt med distinkta optiska egenskaper, som kan fungera som ljusstrålare i nästa generations elektroniska enheter. "