Schemi di eccitoni sia neutri che carichi in trappole moiré formate in eterobliayers MoSe2/WSe2. Credito:Wang et al.
In fisica, il motivo moiré è un disegno geometrico specifico in cui serie di linee rette o curve sono sovrapposte l'una sull'altra. Recenti studi hanno scoperto che i doppi strati di materiali dicalcogenuri di metalli di transizione disposti in modelli moiré potrebbero essere particolarmente promettenti per lo studio di fenomeni elettronici ed eccitoni (cioè, concentrazioni di energia nei cristalli formati da un elettrone eccitato e da una lacuna associata).
I doppi strati moiré di dicalcogenuro di metalli di transizione hanno caratteristiche vantaggiose per lo studio dei fenomeni fisici sia elettronici che eccitonici, comprese le forti interazioni di Coulomb. Studi di ricerca passati hanno utilizzato con successo questi sistemi per fare diverse scoperte interessanti, come ordini di addebito esotici a riempimenti interi e frazionari.
I ricercatori dell'Università di Washington e di altri istituti in tutto il mondo hanno recentemente condotto uno studio che esamina specificamente un sistema moiré di dichalcogenuro di metallo di transizione composto da diseleniuro di molibdeno (MoSe 2 )/diseleniuro di tungsteno (WSe 2 ) eterobistrati, La loro carta, pubblicato in Nanotecnologia della natura , riporta l'osservazione di trioni arrangiati in moiré (cioè, eccitazioni localizzate costituite da tre particelle cariche) in H-stacked MoSe 2 /WSe 2 eterobistrati.
"Il potenziale di moiré periodico si verifica naturalmente nei superreticoli di dichalcogenuri moiré di metalli di transizione. Diversi anni fa, abbiamo immaginato che il potenziale periodico possa funzionare come array di punti quantici, "Wang Yao, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Sulla base di questa idea, il nostro team ha dimostrato eccitoni moiré neutri di carica in MoSe . attorcigliato 2 /WSe 2 eterobilayer nel 2019."
Il lavoro si basa sui precedenti studi del gruppo incentrati sui superreticoli moiré di dichalcogenidi metallici di transizione. Mentre nella loro ricerca passata, il team è stato in grado di osservare gli eccitoni moiré a carica neutra in MoSe . attorcigliato 2 /WSe 2 eterobistrati, nel loro nuovo studio, hanno cercato di aggiungere il controllo elettrostatico della densità del vettore allo stesso sistema moiré. Questo alla fine ha permesso loro di realizzare eccitoni moiré carichi, che sono anche conosciuti come trion moiré.
"Nei nostri esperimenti, abbiamo misurato l'emissione di luce dagli eterostrati che abbiamo esaminato, " Xu ha spiegato. "Concentrandosi sulle proprietà di emissione (larghezza di riga, polarizzazione, intensità, energia, ecc.) in funzione del drogaggio del vettore, campo magnetico e temperatura, siamo stati in grado di identificare i trioni moiré."
I risultati potrebbero avere importanti implicazioni per il futuro sviluppo di nuove nanotecnologie, nonché per lo studio dei fenomeni eccitonici. Nel loro lavoro futuro, il team spera di utilizzare sistemi moiré per studiare diversi fenomeni fisici.
"Abbiamo dimostrato che il potenziale moiré può anche intrappolare gli eccitoni carichi, " disse Xu. "Combinato con quelli a carica neutra, l'eterobilayer può essere utilizzato come piattaforma per lo studio degli effetti a molti corpi sia bosonici che fermionici basati su eccitoni moiré. Nei nostri prossimi studi, abbiamo in programma di studiare sia l'equilibrio che il disequilibrio molti effetti del corpo basati sui sistemi moiré."
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