پیدا کردن جدید نیمه هادی مواد که نور منتشر می کنند ضروری است برای توسعه طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی. اما ساخت سازه های مصنوعی است که نور منتشر می کنند و متناسب با ما نیازهای خاص است حتی جذاب تر گزاره. اما انتشار نور در یک نیمه هادی تنها زمانی رخ می دهد که شرایط خاصی را برآورده. امروز محققان از دانشگاه ژنو (UNIGE), سویس با همکاری دانشگاه منچستر کشف کرده اند یک کلاس از کل دو بعدی از مواد هستند که به ضخامت یک یا چند اتم است. هنگامی که در ترکیب با هم این اتمی نازک کریستال قادر به تشکیل ساختارهای منتشر می کنند که قابل تنظیم نور در رنگ مورد نظر. این تحقیقات منتشر شده در مجله Nature Materials, علائم یک گام مهم به سوی آینده صنعتی دو بعدی مواد.

نیمه هادی مواد قادر به ساطع کردن نور استفاده می شود در بخش های مختلف به عنوان مخابراتی نور ساطع دستگاه (Led) و تشخیص پزشکی. انتشار نور رخ می دهد که یک جهش الکترون در داخل نیمه هادی از یک سطح انرژی بالاتر به سطح پایین تر. این تفاوت در انرژی است که تعیین کننده رنگ نور ساطع شده. برای نور تولید می شود سرعت الکترون قبل و بعد از پرش باید دقیقا همان وضعیتی است که بستگی به شرایط خاص نیمه رسانایی مواد در نظر گرفته شود. تنها برخی از نیمه هادی استفاده می شود برای انتشار نور: برای مثال سیلیکون — مورد استفاده برای ساخت رایانه های ما — را نمی توان برای تولید Led.

“ما خودمان را پرسید که آیا دو بعدی مواد می تواند مورد استفاده برای ایجاد سازه هایی که تابش نور با رنگ مورد نظر” توضیح می دهد که آلبرتو Morpurgo استاد در بخش کوانتومی در فیزیک ماده در UNIGE دانشکده علوم. دو بعدی مواد مناسب کریستال که مانند گرافن هستند که یک یا چند اتم ضخامت دارد. با تشکر اخیر پیشرفت های فنی مختلف دو بعدی مواد می تواند انباشته در بالای هر یک از دیگر به شکل ساختارهای مصنوعی است که مانند رفتار نیمه هادی. استفاده از این “مصنوعی نیمه هادی” است که سطح انرژی را می توان با انتخاب ترکیب شیمیایی و ضخامت از مواد تشکیل می دهند که ساختار.

“مصنوعی نیمه هادی از این نوع ساخته شد برای اولین بار تنها دو یا سه سال پیش” توضیح می دهد که نیکولاس Ubrig یک محقق در این تیم به رهبری پروفسور Morpurgo. “هنگامی که دو بعدی مواد باید دقیقا همان ساختار و کریستال کاملا تراز وسط قرار دارد, این نوع مصنوعی نیمه هادی می تواند نور منتشر می کنند. اما این بسیار نادر است.” این شرایط آنقدر سخت است که آنها را ترک کمی آزادی برای کنترل نور ساطع شده.

سفارشی نور

“هدف ما این بود که مدیریت به ترکیب های مختلف دو بعدی مواد به نور منتشر می کنند در حالی که از تمام محدودیت” در ادامه استاد Morpurgo. فیزیکدانان تصور می کردند که اگر آنها می تواند پیدا کردن یک کلاس از مواد که در آن سرعت الکترون ها قبل و بعد از تغییر در سطح انرژی صفر بود این امر می تواند ایده آل سناریو که همیشه شرایط را برای انتشار نور بدون در نظر گرفتن جزئیات کریستال شبکه و نسبی خود را جهت.

تعداد زیادی از شناخته شده دو بعدی نیمه هادی باید صفر-الکترون به سرعت در مربوطه سطح انرژی است. با تشکر از این تنوع ترکیبات بسیاری از مواد مختلف می تواند در ترکیب و هر ترکیب مصنوعی جدید نیمه هادی ساطع نور از یک رنگ خاص. “هنگامی که ما تا به حال این ایده آن را آسان برای پیدا کردن مواد برای استفاده برای پیاده سازی آن” می افزاید: پروفسور ولادیمیر فال’ko از دانشگاه منچستر. مواد استفاده می شد که در پژوهش های مختلف انتقال فلز dichalcogenides (مانند MoS2 MoSe2 و WS2) و حشرات. دیگر ممکن است مواد شناسایی شده اند و مفید خواهد بود برای گسترش طیف وسیعی از رنگ نور ساطع شده توسط این مصنوعی جدید نیمه هادی.

خیاط ساخته شده برای جرم صنعتی

“مزیت بزرگ این 2D مواد به لطف این واقعیت است که هیچ پیش شرط برای انتشار نور است که آنها ارائه استراتژی های جدید برای دستکاری نور به عنوان ما می بینیم متناسب با انرژی و رنگ است که ما می خواهیم به” ادامه Ubrig. این به معنی آن است که ممکن است به تدبیر آینده برنامه های صنعتی سطح از نور ساطع شده قوی است و در آنجا است که دیگر نیاز به نگرانی در مورد تراز اتم.

همکاری بین UNIGE و دانشگاه منچستر گرفت در چارچوب اتحادیه اروپا گرافن گل سرسبد پروژه.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط Université de Genève. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de