Schema av både neutrala och laddade excitoner i moiréfällor bildade i MoSe2/WSe2 heterobliayers. Kredit:Wang et al.
I fysik, moirémönstret är en specifik geometrisk design där uppsättningar av raka eller böjda linjer läggs ovanpå varandra. Nyligen genomförda studier har funnit att dubbelskikt av övergångsmetalldikalkogenidmaterial arrangerade i moirémönster kan vara särskilt lovande för att studera elektroniska fenomen och excitoner (d.v.s. koncentrationer av energi i kristaller som bildas av en exciterad elektron och ett tillhörande hål).
Övergångsmetall dikalkogenid moiré dubbelskikt har fördelaktiga egenskaper för att studera både elektroniska och excitoniska fysikaliska fenomen, inklusive starka Coulomb-interaktioner. Tidigare forskningsstudier har framgångsrikt använt dessa system för att göra flera intressanta upptäckter, exotiska laddningsorder vid både heltals- och bråkfyllningar.
Forskare vid University of Washington och andra institut över hela världen har nyligen genomfört en studie som specifikt undersöker ett övergångsmetall dikalkogenid moiré-system som består av molybdendiselenid (MoSe 2 )/volframdiselenid (WSe 2 ) heterobilager, Deras papper, publiceras i Naturens nanoteknik , rapporterar observation av moiré-arrangerade trioner (dvs. lokaliserade excitationer bestående av tre laddade partiklar) i H-staplad MoSe 2 /WSe 2 heterobilager.
"Periodisk moiré-potential förekommer naturligt i övergångsmetall dichalcogenides moiré supergitter. För flera år sedan, vi föreställde oss att den periodiska potentialen kan fungera som arrayer av kvantprickar, "Wang Yao, en av forskarna som genomförde studien, berättade för TechXplore. "Baserat på denna idé, vårt team visade laddningsneutrala moiré-excitoner i vridna MoSe 2 /WSe 2 heterobilayers 2019."
Arbetet bygger på gruppens tidigare studier som fokuserar på övergångsmetall dichalcogenides moiré supergitter. Under sin tidigare forskning, teamet kunde observera laddningsneutrala moiré-excitoner i vridna MoSe 2 /WSe 2 heterobilayers, i sin nya studie, de försökte lägga till den elektrostatiska kontrollen av bärardensiteten till samma moirésystem. Detta gjorde det slutligen möjligt för dem att realisera laddade moiré-excitoner, som också är kända som moiré trions.
"I våra experiment, vi mätte ljusemissionen från heteroskikten vi undersökte, " Xu förklarade. "Genom att fokusera på emissionsegenskaper (linjebredd, polarisering, intensitet, energi etc) som en funktion av bärardopning, magnetfält och temperatur, vi kunde identifiera moiré-trioner."
Fynden kan få viktiga konsekvenser för den framtida utvecklingen av ny nanoteknik, samt för studiet av excitoniska fenomen. I deras framtida arbete, teamet hoppas kunna använda moiré-system för att undersöka olika fysiska fenomen.
"Vi visade att moirépotential också kan fånga laddade excitoner, " Sa Xu. "Kombinerat med de laddningsneutrala, heterobilskiktet kan användas som en plattform för att studera både bosoniska och fermioniska mångakroppseffekter baserat på moiré-excitoner. I våra nästa studier, vi planerar att studera både jämvikt och icke-jämvikt många kroppseffekter baserat på moiré-systemen."
© 2021 Science X Network
