Czy ten materiał będzie lepszy niż grafen?
Politechnika WrocławskaGrafen jest materiałem, który może zrewolucjonizować wiele różnych branż. Nie oznacza to jednak, że naukowcy spoczęli na laurach i nie poszukują innych równie rewolucyjnych substancji. Zespół naukowców z Katedry Fizyki Doświadczalnej Politechniki Wrocławskiej odkrył właśnie unikalne właściwości chalkogenków metali przejściowych.
Dr hab. inż. Joanna Jadczak (na zdj.), dr inż. Joanna Kutrowska-Girzycka i dr hab. inż. Leszek Bryja z wrocławskiej politechniki 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.
Tematyka ta stała się obiektem szczególnie intensywnych badań po otrzymaniu pojedynczej dwuwymiarowej warstwy węgla, tzw. grafenu i odkryciu jego bardzo unikalnych własności.
Chalkogenki metali przejściowych podobne do grafenu
– 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 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 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.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
tłumaczy Joanna Jadczak.
Szereg nowych 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.
– 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 Joanna Kutrowska-Girzycka.
Źródło: Politechnika Wrocławska
