I materiali semiconduttori 2D hanno uno spessore di pochi atomi e alcuni di essi mostrano un'emissione localizzata, dove la luce viene emessa da una parte così piccola dello strato che viene prodotto solo un fotone alla volta. Questa emissione localizzata ha proprietà uniche ed è vitale per le nuove tecnologie quantistiche, in particolare nelle applicazioni di dispositivi optoelettronici e quantistici.
La ricerca ha dimostrato che lo stiramento di un materiale 2D chiamato diseleniuro di tungsteno può provocare un’emissione localizzata e molti sforzi hanno cercato di creare nanostrutture con la massima deformazione nello strato. Tuttavia, misurazioni avanzate presso NPL indicano che piegare il materiale può avere un effetto simile.
Nel lavoro recentemente pubblicato in Scienza e tecnologia dei materiali avanzati , gli scienziati dell'NPL propongono che la curvatura del materiale 2D risultante dalle rughe nello strato 2D sia un modo migliore per ingegnerizzare le proprietà.
Gli effetti dello stiramento e della flessione non sono sempre facili da distinguere, ma combinando tecniche di misurazione avanzate, i loro risultati mostrano che questo paradigma alternativo è un percorso promettente verso sorgenti di luce quantistica a temperatura ambiente.
La curvatura è molto più facile da progettare rispetto alla deformazione da allungamento e quindi questo risultato potrebbe accelerare il progresso verso tecnologie quantistiche a basso costo.
NPL sta attualmente collaborando con gruppi nel Regno Unito e in Brasile per eseguire modelli chimici quantistici e ulteriore lavoro sperimentale per testare il paradigma proposto e sviluppare la comprensione teorica di come la curvatura geometrica si traduce in un'emissione localizzata nel diseleniuro di tungsteno monostrato.
Il capo del Dipartimento di Scienze, il professor Fernando Castro, ha dichiarato:"Questo lavoro è un ottimo esempio di come l'unione di team con competenze in diverse aree della scienza dei materiali e della misurazione abbia portato a un nuovo modo di comprendere le emissioni localizzate nei semiconduttori di materiali 2D avanzati, aprendo nuove opportunità per l'optoelettronica e le applicazioni quantistiche."
Ulteriori informazioni: Sebastian Wood et al, Emissione localizzata potenziata dalla curvatura da stati oscuri nel monostrato rugoso WSe 2 a temperatura ambiente, Scienza e tecnologia dei materiali avanzati (2023). DOI:10.1080/14686996.2023.2278443
Informazioni sul giornale: Scienza e tecnologia dei materiali avanzati
Fornito dal Laboratorio Fisico Nazionale
