Ingrid Fadelli , Phys.org

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriŞəkil (a) Moire ikiqatlı və üçqatlı bölgələrdə DX və QX-lərin sxemi. (b) müxtəlif həyəcan intensivliyində nominal elektrik sahəsinin funksiyası kimi PL spektrləri. (c) Dopinq və nominal elektrik sahəsinin funksiyası kimi inteqrasiya olunmuş PL intensivliyi. Kredit: Meng et al.

Moire superlattices iki və ya daha çox nazik yarımkeçirici təbəqənin kiçik bir bükülmə bucağı və ya şəbəkə uyğunsuzluğu ilə üst-üstə yığılması zamanı yaranan dövri nümunələrdir. 2D materiallar bu nümunələri əmələ gətirdikdə, onların elektron, mexaniki və optik xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər.

Son onilliklər ərzində moire superlattices qeyri-ənənəvi və naməlum fiziki vəziyyətləri öyrənmək üçün perspektivli platforma kimi ortaya çıxdı. Onlar həmçinin unikal eksitonik konfiqurasiyaları (yəni, bağlı elektron-deşik cütlərinin düzülüşü) müşahidə etməyə imkan verdilər.

Məsələn, ikiölçülü keçid metal dikalkogenidlərinə (TMDCs) əsaslanan ikiqatlı moir sistemlərində fiziklər təbəqələrarası dipolyar eksitonlar müşahidə etmişlər. Bunlar yığılmış 2D yarımkeçiricinin müxtəlif təbəqələrində bir elektron və bir çuxur bir-birinə bağlandıqda əmələ gələn eksitonlardır.

Karnegi Mellon Universitetində Sufei Şinin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Rensselaer Politexnik İnstitutu, Arizona Dövlət Universiteti və digər institutların tədqiqatçıları ilə əməkdaşlıq edərək, bu yaxınlarda atomik nazik yarımkeçiricilərdə eksitonik vəziyyətlərə nəzarət etmək üçün perspektivli bir yanaşma müəyyən etdi. Nature Photonics- də dərc olunan bir məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi strategiya onlara üçqatlı moir super qəfəsdə dördqütblü və dipolyar eksitonlar, bu yaxınlarda aşkar edilmiş iki eksiton konfiqurasiyası arasında keçidləri idarə etməyə və sabitləşdirməyə imkan verdi .

“Əvvəllər biz üçqatlı muare super qəfəsində dördqütblü eksiton (QX) adlanan yeni eksitonun növünü müəyyən etdik. Biz həmçinin muare ikiqatlı eksitonlar arasında güclü korrelyasiya imzasını tapdıq”, – məqalənin baş müəllifi Sufei Şi Phys.org-a bildirib.

“Beləliklə, məndə həmişə güclü korrelyasiya ( kinetik enerji üzərində Kulon qarşılıqlı əlaqəsi kimi müəyyən edilir ) QX-ə necə təsir edir və əgər korrelyasiyadan QX-i idarə etmək üçün istifadə edilə bilərsə, daha yaxşısı) sualı var idi .”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Shi və onun həmkarları nəzərdə tutulan uyğunlaşma ilə WSe ₂ /WS ₂ /WSe ₂ üçqatlarından ibarət ikili qapılı heterostrukturlar yaratdılar . Bu heterostrukturların arxitekturası komandaya həm onlarda olan şaquli elektrik sahələrini, həm də yük daşıyıcılarının dopinqini dəqiq idarə etməyə imkan verdi.

Daha sonra, tədqiqatçılar aşağı temperaturlu optik spektroskopiya kimi tanınan bir texnikadan istifadə edərək yaratdıqları cihazlarda eksitonik vəziyyətləri araşdırdılar. Müxtəlif eksiton konfiqurasiyaları arasında keçidləri idarə etmək üçün iki əsas üsuldan istifadə etdilər.

“Biz əvvəlcə həyəcanlanma gücü ilə həyəcanvericilərin sıxlığına nəzarət etdik” dedi Şi. “Eksitonun sıxlığı hər bir muare sahəsinə ikiyə çatdıqdan sonra, eksitonlar arasındakı korrelyasiya göz ardı edilə bilməz və bu, QX-dən DX-ə keçidi hərəkətə gətirir, DX üçqat strukturunda pilləli əks dipolyar eksitondur. Bundan əlavə, biz sistemdəki elektron sıxlığına nəzarət etdik, güclü elektronlardan istifadə etdik.”

Tədqiqatçılar qeyd etdikləri məlumatlara əsasən, üçqat strukturunda QX və DX konfiqurasiyalarının üstünlük təşkil etdiyi şərtləri təsvir edən ətraflı faza diaqramı hazırlaya bildilər. Bu, 2D yarımkeçirici əsaslı üçqatlı muare super şəbəkələrində QX-lərin yaranmasına kömək edən amillər haqqında maraqlı fikir əldə etməyə səbəb oldu.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

“Biz müəyyən etdik ki, korrelyasiya QX-nin davranışının formalaşmasında mühüm rol oynayır” dedi Şi. “Bu, moir üçqatlı super qəfəslərin əlaqələndirilmiş fizikanın öyrənilməsi üçün məhsuldar platformalar olduğunu təsdiqləyir, bu da analitik həlli təmin etmir, lakin çox vaxt arzu etdiyimiz ekzotik xassələri (məsələn, kvazirəciyin minimum enerji sərfiyyatı ilə hərəkət edə bildiyi fövqəladə mayelik kimi). Bu, bizə QX-dən yeni kvant fazası qurmaq üçün də istifadə etməyə imkan verəcək.”

Şi və onun həmkarlarının son işi çox qatlı muare super şəbəkələrində eksitonların manipulyasiyası üçün yeni imkanlar açır. Gələcəkdə yeni yanaşma xüsusi eksiton konfiqurasiyalarından yaranan yeni kvant və korrelyasiyalı fizika hallarının həyata keçirilməsi üçün istifadə oluna bilər.

Bundan əlavə, bu yaxınlarda aparılan tədqiqat, nəticədə yeni kvant optoelektronik və fotonik cihazların inkişafına yol aça bilər. Bu arada, komanda digər heterostrukturlarda və naxışlı substratlarda QX və DX-lərin meydana gəlməsini araşdıran əlavə tədqiqatlar aparmağı planlaşdırır.

“Növbəti tədqiqatlarımızın bir hissəsi olaraq, biz yaxın gələcəkdə bu sistemdə eksitonik Mott izolyatoru və ya Bose-Einstein kondensatı (BEC) kimi əlaqəli fizikanı araşdırmağa davam edəcəyik” dedi Şi.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Yuze Meng et al, Üçqatlı moir super qəfəsdə güclü qarşılıqlı təsirə əsaslanan dördqütbdən dipolyar eksiton keçidləri, Təbiət Fotonikası (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01741-x .

Jurnal məlumatı: Nature Photonics 

© 2025 Science X Network