Група дослідників під керівництвом Суфея Ши, доцента кафедри хімічної та біологічної інженерії Політехнічного інституту Ренсселера, виявила нову інформацію про масу окремих компонентів, що утворюють перспективну квазічастинку, відому як екситон, яка може зіграти вирішальну роль у майбутні програми для квантових обчислень, покращеного зберігання пам'яті та більш ефективного перетворення енергії.

невеликої

Опублікована сьогодні в Nature Communications, робота команди наближає дослідників на крок до прогресу в розробці напівпровідникових приладів, поглиблюючи їхнє розуміння класу атомно-тонких матеріалів, відомих як такі алкогеніди перехідних металів TMDC, які спостерігалися за їх електронними та оптичними властивостями. Дослідникам ще потрібно багато дізнатись про екситон, перш ніж DCMT можуть бути успішно використані в технологічних пристроях.

Ши та його команда стали лідерами у цьому пошуку, розробці та вивченні TMDC та особливо екситону. Екситони, як правило, породжуються енергією світла і утворюються при негативно зарядженому електронному зв’язку з позитивно зарядженою дірковою частинкою.

Команда Ренсселаера виявила, що всередині цього атомарно тонкого напівпровідникового матеріалу взаємодія між електронами та дірками може бути настільки сильною, що дві частинки в екситоні можуть з'єднатися з третім електроном або дірковою частинкою, утворюючи трион.

У цьому новому дослідженні команда Ши змогла маніпулювати матеріалом TMDC так, щоб кристалічна решітка всередині вібрувала, створюючи інший тип квазічастинок, відомий як фонон, який буде сильно взаємодіяти з трионом. Потім дослідники помістили матеріал у сильне магнітне поле, проаналізували світло, яке випромінюють TMDC від фононної взаємодії, і змогли визначити ефективну масу електрона та дірки окремо.

Раніше дослідники припускали, що буде масова симетрія, але, за словами Ши, команда Ренсселера виявила, що ці вимірювання значно відрізняються.

"Зараз ми розробили багато знань про TMDC", - сказав Ши. "Але для проектування електронного або оптоелектронного пристрою важливо знати ефективну масу електронів і дірок. Ця робота є вагомим кроком до цієї мети".