reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Nauka i technologie | 28 lutego 2022

Lepsze niż grafen? – Naukowcy PWr szukają nowych materiałów

Naukowcy z Katedry Fizyki Doświadczalnej PWr szukają nowych materiałów półprzewodnikowych do zastosowania w urządzeniach elektronicznych najnowszej generacji i odkryli unikalne właściwości chalkogenków metali przejściowych.

Dr hab. inż. Joanna Jadczak, dr inż. Joanna Kutrowska-Girzycka i dr hab. inż. Leszek Bryja prowadzili wspólne badania z naukowcami z Niemiec, Rosji, Japonii i Tajwanu. Dotyczyły one nowych materiałów półprzewodnikowych, tzw. atomowo cienkich, czyli takich, które dają się łatwo rozdzielać na warstwy o różnej grubości.

Ta tematyka stała się obiektem intensywnych badań po otrzymaniu pojedynczej dwuwymiarowej warstwy węgla, tzw. grafenu i odkryciu jego bardzo unikalnych własności.

– Badane przez nas monowarstwy chalkogenków metali przejściowych są podobnie jak grafen atomowo cienkie, ale w przeciwieństwie do grafenu, który jest półmetalem, są półprzewodnikami. A to daje możliwości większych zastosowań w budowie urządzeń elektronicznych nowej generacji – mówi dr hab. inż. Joanna Jadczak z Wydziału Podstawowych Problemów Techniki.

– Monowarstwy chalkogenków metali przejściowych mają szereg interesujących własności. Silne ograniczenie przestrzenne elektronów i dziur w monowarstwach chalkogenków prowadzi do ich silnego oddziaływania kulombowskiego (nieduża odległość pomiędzy cząstkami). Skutkuje to tym, że energie wiązań ekscytonów są rzędu setek milielektoonowoltów, co z kolei powoduje, że są one stabilne nawet w temperaturach pokojowych – wyjaśnia dr hab. inż.  Leszek Bryja, prof. uczelni.

Ponadto ekscytony mogą mieć określone własności spinowe i dolinowe. Mogą więc być zarówno jasne, tzn. dozwolone dla przejść optycznych ze względu na reguły wyboru (przez co mają krótki czas życia), jak i ciemne, tzn. niedozwolone dla przejść optycznych, z długimi czasami życia.

– Odkryliśmy, jak pobudzając takie struktury światłem z zakresu widzialnego promieniowania elektromagnetycznego można doprowadzić do sprzężenia pomiędzy ciemnymi a jasnymi ekscytonami – tłumaczy dr hab. Joanna Jadczak.

Nowe możliwości dla optoeletroniki

Zbadanie własności fizycznych półprzewodnikowych monowarstw chalkogenków metali przejściowych i kontrola tych własności ze względu na ich unikalny charakter ma duże znaczenie w kwestii wykorzystania ich w optoelektronice i spintronice, jak również informatyce.

Wyniki badań z udziałem naukowców z Katedry Fizyki Doświadczalnej PWr zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie ACS Nano (IF= 15.881). Praca "Upconversion of Light into Bright Intravalley Excitons via Dark Intervalley Excitons in hBN-Encapsulated WSe2 Monolayers" powstała w ramach polsko-niemieckiego programu badań „Beethoven” kierowanego przez dr hab. inż. Joannę Jadczak.

– Przy tym projekcie współpracowaliśmy z badaczami z: Ioffe Institute w Sankt Petersburgu, TU Dortmund University, National Taiwan University of Science and Technology w Taipei i National Institute for Materials Science w Tsukubie. Pokazaliśmy, że we współpracy z czołowymi ośrodkami naukowymi potrafimy zarówno wytworzyć materiały o wysokiej jakości, jak również zbadać ich unikalne własności – podkreśla dr inż. Joanna Kutrowska-Girzycka.

©Politechnika Wrocławska, dr hab. inż. Leszek Bryja i dr hab. inż. Joanna Jadczak z W11
reklama
reklama
September 29 2022 15:24 V20.8.40-2