Due trasduttori interdigitali (IDT) generano e rilevano onde acustiche di superficie (SAW, freccia arancione). Tra gli IDT, queste onde interagiscono con gli elettroni di un materiale 2D, come il bisolfuro di molibdeno (MoS2), dando origine a correnti acustoelettriche convenzionali e non convenzionali. MoS2 è separato dal substrato piezoelettrico da uno strato dielettrico. Credito:IBS
Ricercatori del Centro di Fisica Teorica dei Sistemi Complessi (PCS), all'interno dell'Istituto per le Scienze di Base (IBS, Corea del Sud), e colleghi hanno riportato un fenomeno nuovo, chiamato effetto acustoelettrico Valley, che si svolge in materiali 2-D, simile al grafene. Questa ricerca è pubblicata in Lettere di revisione fisica e porta nuove intuizioni allo studio della Valleytronics.
Nell'acustoelettronica, onde acustiche di superficie (SAW) sono impiegate per generare correnti elettriche. In questo studio, il team di fisici teorici ha modellato la propagazione delle SAW nei materiali 2-D emergenti, come il bisolfuro di molibdeno monostrato (MoS 2 ). Le seghe trascinano MoS 2 elettroni (e lacune), creando una corrente elettrica con componenti convenzionali e non convenzionali. Quest'ultimo è costituito da due contributi:una corrente di orditura e una corrente di Hall. Il primo è dipendente dalla direzione, è correlato alle cosiddette valli, i minimi energetici locali degli elettroni, e assomiglia a uno dei meccanismi che spiegano gli effetti fotovoltaici dei materiali 2-D esposti alla luce. Il secondo è dovuto a un effetto specifico (fase Berry) che influenza la velocità di questi elettroni che viaggiano in gruppo e danno luogo a fenomeni intriganti, come effetti Hall anomali e quantistici.
Il team ha analizzato le proprietà della corrente acustoelettrica, suggerendo un modo per eseguire e misurare il convenzionale, deformazione, e correnti di Hall in modo indipendente. Ciò consente l'uso simultaneo di tecniche ottiche e acustiche per controllare la propagazione dei portatori di carica in nuovi materiali 2-D, creazione di nuovi dispositivi logici.
Schemi angolari delle componenti x e y del convenzionale (a, D), deformazione (b, e) e Sala (c, f) densità di corrente elettrica. L'ombreggiatura gialla indica le aree di corrente negativa (dirette di fronte all'asse x o y). I punti rossi manifestano gli angoli speciali, in cui solo la corrente non convenzionale scorre lungo la direzione x o y. Credito:IBS
I ricercatori sono interessati a controllare le proprietà fisiche di questi sistemi ultrasottili, in particolare quegli elettroni che sono liberi di muoversi in due dimensioni, ma strettamente confinato nel terzo. Tenendo a freno i parametri degli elettroni, in particolare il loro slancio, rotazione, e valle, sarà possibile esplorare tecnologie oltre l'elettronica al silicio. Per esempio, MoS 2 ha due valli distrettuali, che potrebbe essere potenzialmente utilizzato in futuro per l'archiviazione e l'elaborazione di bit, rendendolo un materiale ideale per approfondire la Valleytronics.
"La nostra teoria apre un modo per manipolare il trasporto della valle con metodi acustici, ampliare l'applicabilità degli effetti valleytronic sui dispositivi acustoelettronici, " spiega Ivan Savenko, leader del team Light-Matter Interaction in Nanostructures presso PCS.
