Halvledar 2D-material är några atomer tjocka, och vissa av dem uppvisar lokal emission, där ljus emitteras från en så liten del av lagret att endast en foton åt gången produceras. Denna lokaliserade emission har unika egenskaper och är avgörande för nya kvantteknologier, särskilt i optoelektroniska och kvantutrustningstillämpningar.
Forskning har visat att sträckning av ett 2D-material som kallas volframdiselenid kan resultera i lokaliserad emission, och många ansträngningar har försökt skapa nanostrukturer med den maximala belastningen i lagret. Avancerade mätningar vid NPL indikerar dock att böjning av materialet kan ha en liknande effekt.
In work nyligen publicerad i Science and Technology of Advanced Materials , forskare vid NPL föreslår att krökning av 2D-material till följd av rynkor i 2D-lagret är ett bättre sätt att konstruera egenskaperna.
Effekterna av sträckning och böjning är inte alltid lätta att särskilja, men genom att kombinera avancerade mättekniker visar deras resultat att detta alternativa paradigm är en lovande väg mot kvantljuskällor i rumstemperatur.
Krökning är mycket lättare att konstruera än sträcktöjning och därför kan detta resultat påskynda framstegen mot lågkostnads kvantteknik.
NPL arbetar för närvarande med grupper i Storbritannien och Brasilien för att göra kvantkemisk modellering och ytterligare experimentellt arbete för att testa det föreslagna paradigmet och utveckla den teoretiska förståelsen av hur geometrisk krökning resulterar i lokaliserad emission i monolager volframdiselenid.
Professor Fernando Castro, vetenskapschef, sa:"Det här arbetet är ett bra exempel på hur att sammanföra team med expertis inom olika områden av material- och mätvetenskap har resulterat i ett nytt sätt att förstå lokaliserad emission i avancerade 2D-materialhalvledare, vilket öppnar nya möjligheter. för optoelektronik och kvanttillämpningar."
Mer information: Sebastian Wood et al, Krökningsförstärkt lokaliserad emission från mörka tillstånd i rynkigt monolager WSe 2 vid rumstemperatur, Science and Technology of Advanced Materials (2023). DOI:10.1080/14686996.2023.2278443
Journalinformation: Vetenskap och teknik för avancerade material
Tillhandahålls av National Physical Laboratory
