I ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno sviluppato un modo per produrre monostrati di alta qualità di una selezione di diversi dicalcogenuri di metalli di transizione che si incontrano su una giunzione atomicamente sottile. Rivestendo questo strato con un gel ionico, una miscela di un liquido ionico e un polimero, potrebbero eccitare l'emissione di luce lungo la cucitura. Si è anche scoperto che la luce è naturalmente polarizzata circolarmente, un prodotto della deformazione personalizzabile attraverso il confine. I loro risultati sono pubblicati in Materiali funzionali avanzati

I diodi a emissione di luce (LED) sono diventati onnipresenti grazie al loro impatto rivoluzionario su quasi tutte le forme di illuminazione. Ma poiché le nostre esigenze si diversificano e le richieste di prestazioni crescono, c'è ancora una chiara necessità di soluzioni ancora più efficienti dal punto di vista energetico. Una di queste opzioni prevede l'applicazione di eterostrutture nel piano, in cui strati ultrasottili di materiali diversi sono modellati su superfici per produrre bordi. Nel caso dei LED, è qui che elettroni e "buchi" (vuoti mobili nei materiali semiconduttori) si ricombinano per produrre luce. L'efficienza, la funzionalità e la portata delle applicazioni di tali strutture sono determinate non solo dai materiali utilizzati, ma anche dalle dimensioni e dalla natura dei confini, il che ha portato a numerose ricerche sul controllo della loro struttura su scala nanometrica.

Un team di ricercatori guidato dal Professore Associato Yasumitsu Miyata della Tokyo Metropolitan University, dal Professore Assistente Jiang Pu e dal Professor Taishi Takenobu dell'Università di Nagoya ha studiato l'uso di una classe di materiali noti come dichalcogenides dei metalli di transizione (TMDC), una famiglia di sostanze contenenti un elemento del gruppo 16 della tavola periodica e un metallo di transizione. Hanno utilizzato una tecnica nota come deposizione chimica da vapore per depositare in modo controllabile elementi sulle superfici per creare monostrati atomicamente sottili; gran parte del loro lavoro ha avuto a che fare con il modo in cui tali monostrati possono essere variati per creare modelli con regioni diverse costituite da TMDC diversi.

Ora, lo stesso team è riuscito a perfezionare in modo significativo questa tecnologia. Hanno ridisegnato la loro camera di crescita in modo che diversi materiali potessero essere avvicinati al substrato in una sequenza prestabilita; hanno anche introdotto additivi per modificare la temperatura di vaporizzazione di ciascun componente, consentendo condizioni ottimizzate per la crescita di strati cristallini di alta qualità.

Di conseguenza, sono riusciti a utilizzare quattro diversi TMDC per creare sei diversi tipi di "cuciture" affilate e atomicamente sottili. Inoltre, aggiungendo un gel ionico, una miscela di un liquido ionico (un fluido di ioni positivi e negativi a temperatura ambiente) e un polimero, è possibile applicare una tensione attraverso le cuciture per produrre elettroluminescenza, lo stesso fenomeno di base alla base dei LED. La personalizzazione della loro configurazione e l'elevata qualità delle loro interfacce consentono di esplorare un'ampia gamma di permutazioni, inclusi diversi gradi di "disadattamento" o deformazione tra diversi TMDC.

È interessante notare che il team ha scoperto che il confine tra un monostrato di diseleniuro di tungsteno e disolfuro di tungsteno produceva una forma di luce "a mano" nota come luce polarizzata circolarmente, un prodotto diretto della deformazione alla giuntura. Questo nuovo grado di controllo su scala nanometrica apre un mondo di possibilità su come le loro nuove strutture possono essere applicate a dispositivi reali, in particolare nel campo dell'optoelettronica quantistica. + Esplora ulteriormente

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