Risposta ottica fotoindotta di monostrati WS2. Credito: Fotonica della natura (2015) doi:10.1038/nphoton.2015.104
(Phys.org) — Un team di ricercatori con affiliazioni membri alle università della Columbia e di Stanford ha trovato un modo per controllare la risposta ottica di materiali atomicamente sottili su scale temporali estremamente brevi. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Fotonica della natura , il team descrive il loro approccio e perché credono che possa aiutare nello sviluppo di dispositivi fotonici.
Come parte dei loro sforzi per comprendere meglio i dichalcogenuri dei metalli di transizione (i TMDC passano dall'essere semiconduttori a bandgap indiretti quando si trovano alla rinfusa a semiconduttori a bandgap diretti quando ridotti a campioni spessi uno o due atomi e possono essere utilizzati per creare film utili in applicazioni ottiche) il team ha esaminato campioni 2D di seleniuro di tungsteno per fornire risposte. I TMDC sono indicati dalla struttura, MX 2 , dove M è un particolare metallo di transizione e X è un calcogeno, quindi seleniuro di tungsteno, è WS 2.
Il team ha sottoposto campioni spessi di un atomo e due atomi del materiale a esplosioni laser molto brevi, osservando la risposta fotografica su un'ampia gamma di frequenze. Così facendo, notano i ricercatori, ha fatto sì che il materiale assorbisse i portatori di carica eccitati, che ha fatto sì che il materiale si comportasse in qualche modo come un metallo. I vettori, notano anche cambiato il carattere degli stati eccitati, durante i periodi di alta eccitazione, gli addebiti si sono annullati a vicenda, lasciando plasma libero da elettroni e buchi, alias una transizione di Mott, un esempio di risposta ottica controllata. In assenza di eccitazioni così elevate, normalmente si crea un eccitone a causa dell'attrazione dei portatori.
Le transizioni di Mott nei TMDC sono fondamentali per la ricerca che coinvolge la fisica multicorpo, e altri ricercatori probabilmente prenderanno nota del fatto che ora è chiaro che almeno un tipo è in grado di resistere all'assalto di impulsi laser rapidi:li suggerisce per un possibile utilizzo in celle solari o altre applicazioni in cui un materiale sarà soggetto a condizioni difficili.
Il team ritiene che le loro scoperte potrebbero portare a progressi nei display flessibili, rendendoli più economici da produrre e anche in vari altri dispositivi elettronici. Hanno intenzione di continuare il loro lavoro, sperando di saperne di più su come interagiscono gli elettroni in tali materiali.
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