Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na Vídeňské technické univerzitě přišli s možným využitím podivných částic, tzv. excitonů, které mohou vznikat v tenkých vrstvách sloučenin wolframu.
Excitony jsou obecně obdobou atomů, kdy vázaný stav vytváří elektron a kladně nabitá díra. Vyskytují se např. v polovodičích; trochu podobné „divné atomy“ představují kvantové tečky. Ve Vídni nyní připravili tzv. multičásticové komplexy excitonů (multi-particle exciton complexes), kdy je spolu propojeno více děr a elektronů. Když už takto exotické útvary v běžných materiálech vůbec vznikají, jejich stabilita bývá omezena na velmi nízké teploty (samotné páry elektron-díra lze naproti tomu detekovat běžně). Studie publikovaná v Nature Communications nyní popisuje, že elektrickými pulzy lze ve vrstvách tlustých pouze několik atomů tyto kvazičástice vytvořit i v podstatně stabilnější podobě. Použitým materiál byl 2D sulfid nebo selenid wolframičitý, v sendvičové struktuře mezi dvěma vrstvami nitridu bóru, přičemž náboj byl do materiálu dodáván pomocí elektrod z grafenu. Klastry se při řízeném rozpadu rozkládají za vzniku světla, přičemž taková světlo emitující dioda umožňuje přesně řídit jeho vlnovou délku.
Thomas Mueller z Vídeňské technické univerzity uvádí, že kromě nejněžnější kombinace, kdy elektron obíhá kolem kladně nabité díry, dokázali připravit i vázané stavy zahrnující 3-5 částic – triony, biexcitony a kvintony. Biexciton se dvěma elektrony a dvěma dírami si můžeme představit jako obdobu molekuly vodíku H2. Obecně má platit, že ve 2D materiálech budou různé klastry děr a elektronů relativně stabilnější. Vlastnosti emitovaného světla by měly jít přesně řídit především pomocí elektrických pulzů dodávaných materiálu.
Prozatím hlavním cílem výzkumu je ovšem samotné studium těchto exotických kvazičástic.
Matthias Paur, Aday J. Molina-Mendoza, Rudolf Bratschitsch, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Thomas Mueller. Electroluminescence from multi-particle exciton complexes in transition metal dichalcogenide semiconductors. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-09781-y
Zdroj: Vienna University of Technology via ScienceDaily
