Des chercheurs observent des triones moirées dans des bicouches de dichalcogénure de métal de transition empilés en H


Des chercheurs observent des triones moirées dans des bicouches de dichalcogénure de métal de transition empilés en H

Schémas des excitons neutres et chargés dans les pièges Moiré formés dans les hétérocouches MoSe2 / WSe2. Source : Wang et al.

En physique, le motif moiré est une conception géométrique spécifique qui consiste à superposer des ensembles de lignes droites ou courbes les unes sur les autres. Des études récentes ont montré que les bicouches de matériaux de dichalcogénure de métal de transition disposés en motifs moirés sont particulièrement prometteuses pour l’étude des phénomènes électroniques et des excitons (c’est-à-dire les concentrations d’énergie dans les cristaux formés par un électron excité et un trou associé).

Les bicouches de dichalcogénure de métal de transition ont des propriétés avantageuses pour l’étude des phénomènes physiques à la fois électroniques et excitoniques, y compris les fortes interactions coulombiennes. Des études de recherche antérieures ont utilisé avec succès ces systèmes pour faire plusieurs découvertes intéressantes, telles que des ordres de charge exotiques dans les remplissages entiers et fractionnaires.

Des de l’Université de Washington et d’autres instituts dans le monde ont récemment mené une étude examinant spécifiquement un système de moiré de dichalcogénure de métal de transition fabriqué à partir de diséléniure de molybdène (MoSe2) / Diséléniure de tungstène (WSe2) heterobilayers, votre article, publié dans Nanotechnologie naturelle, rapporte l’observation de trions arrangés par moirage (c’est-à-dire des excitations localisées constituées de trois particules chargées) dans du MoSe empilé en H2/ WS2 Hétéro bicouches.

« Le potentiel de moiré périodique se produit naturellement dans les super-réseaux moirés de dichalcogénure de métal de transition. Il y a quelques années, nous avons envisagé que le potentiel périodique pourrait agir comme des réseaux de points quantiques », a déclaré à TechXplore Wang Yao, l’un des chercheurs qui a mené l’étude. « Sur la base de cette idée, notre équipe a démontré des excitons de moiré neutres en charge dans du MoSe torsadé2/ WS2 Bicouches hétéro en 2019. « 

Le travail s’appuie sur des études antérieures du groupe qui se sont concentrés sur les super-réseaux moirés de dichalcogénure de métal de transition. Au cours de leurs recherches précédentes, l’équipe a trouvé des excitons moirés à charge neutre dans le MoSe torsadé. Regardez2/ WS2 Dans leur nouvelle étude, ils ont essayé d’ajouter le contrôle électrostatique de la densité des porteurs de charge au même système de moiré. En conséquence, ils ont finalement pu réaliser des excitons de moiré chargés, également appelés moiré trione.

« Dans nos expériences, nous avons mesuré l’émission lumineuse des hétérocouches que nous avons examinées », explique Xu. « En nous concentrant sur les propriétés d’émission (largeur de raie, polarisation, intensité, énergie, etc.) en fonction du dopage des porteurs de charge, du champ magnétique et de la température, nous avons pu identifier des trions moirés.

Les résultats pourraient avoir des implications importantes pour le développement futur de nouvelles nanotechnologies ainsi que pour l’étude des phénomènes excitoniques. Dans leurs futurs travaux, l’équipe espère utiliser des systèmes de moiré pour étudier divers phénomènes physiques.

« Nous avons montré que le potentiel de moiré peut également capturer des excitons chargés », a déclaré Xu. « En combinaison avec celles à charge neutre, l’hétéro bicouche peut être utilisée comme plate-forme pour l’étude des effets bosoniques et fermioniques à plusieurs corps sur la base des excitons moirés. Dans nos prochaines études, nous prévoyons d’examiner à la fois les effets à plusieurs corps d’équilibre et de non-équilibre sur les systèmes de moiré. »


Les trions ont de nouvelles propriétés dans les super-réseaux moirés


Plus d’information:
Xi Wang et al., Moiré Trione dans les hétérodicouches MoSe2/WSe2, Nanotechnologie naturelle (2021). DOI : 10.1038 / s41565-021-00969-2

MoiHongyi Yu et al., Moiré Excitons: From Programmable Quantum Emitter Arrays to Spin-Orbit Coupled Artificial Grids, Avancées scientifiques (2017). DOI : 10.1126 / sciadv.1701696

Kyle L. Seyler et al., Signatures of Moiré-trapped Valley Excitons in MoSe2 / WSe2 Heterobilayers, la nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-0957-1

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Citation: Des chercheurs des moirées dans des bicouches de dichalcogénure de métaux de transition empilés en H (2021, 29 septembre), consulté le 29 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-moir-trions-h-stacked-transition -métal. html

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