연구원들은 어두운 반도체를 빛나게 만드는 데 성공했습니다.
고체의 결정 격자에 있는 전자의 에너지 준위는 예를 들어 발광 다이오드(LED)와 같은 빛을 생성할 수 있는지 여부를 결정합니다.
가 이끄는 국제 과학자 팀 올덴부르크 대학교 물리학자인 Hanyong Shan 박사와 Christian Schneider 교수는 일반적으로 광택이 나도록 수율이 낮은 이 물질을 합성하는 데 성공했으며 반도체 텅스텐 물질의 초박형 샘플에서 에너지 준위를 변경하는 데 성공했습니다.
연구팀은 과학저널에 연구논문을 게재했다. 자연 연결.
연구원들은 그들의 발견이 라이트 필드를 사용하여 물질의 물리적 특성을 조작하는 첫 번째 단계를 나타낸다고 주장합니다.
아이디어는 수년 동안 논의되었지만 아직 설득력있게 구현되지 않았습니다..
Dr. Christian Schneider, 물리학자, University of Oldenburg
빛의 효과는 반도체의 광학 능력을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 따라서 고급 LED, 태양 전지, 광학 부품 및 기타 응용 분야의 생성에 도움이 될 것입니다.
이것은 다용도 스크린, 태양 전지 또는 직물의 센서에 사용되는 반도체 특성을 가진 유기 반도체 또는 플라스틱의 광학 품질을 향상시킬 수 있습니다.
전이 금속과 함께 황, 셀레늄 또는 텔루르의 세 가지 원소 중 하나로 구성된 드문 종류의 반도체에는 이셀렌화 텅스텐이 포함됩니다. 과학자들은 연구를 위해 샌드위치 모양의 텅스텐과 셀레늄 원자의 단결정 층으로 만들어진 샘플을 사용했습니다.
이러한 몇 가지 더 두꺼운 재료는 물리학에서 2차원(2D) 재료라고도 합니다. 그들은 또한 그들이 운반하는 전하 캐리어가 더 두꺼운 고체의 캐리어와 매우 다르게 행동하기 때문에 종종 독특한 특징을 가지고 있기 때문에 “양자 재료”라고도 합니다.
Shan과 Schneider에 의해 안내되고 레이저로 여기된 연구원들이 디자인한 두 개의 특별히 설계된 거울 사이에 텅스텐 이소화염 샘플이 놓였습니다. 그들은 이 기술을 사용하여 에너지 있는 전자와 가벼운 입자(광자)를 쌍으로 만들 수 있었습니다.
“우리 연구에서 우리는 이 결합을 통해 전자 전이의 구조가 재배열되어 암흑 물질이 밝은 물질처럼 효과적으로 행동할 수 있음을 보여주었습니다.슈나이더 설명. “우리 실험의 효과는 너무 강해서 텅스텐 디셀렌화물의 낮은 상태가 광학적으로 활성화됩니다.. “
연구원들은 또한 실험 결과가 고도로 이론적인 모델을 정확하게 반영한다는 것을 입증할 수 있었습니다.
그 결과는 올덴부르크(독일)에 있는 칼 폰 오세츠키 대학의 과학자들과 레이캬비크 대학(아이슬란드), 뷔르츠부르크 대학(독일), 프리드리히 쉴러 대학(독일), 애리조나 주립 대학의 동료들 간의 협력 결과입니다. (미국). ) 및 일본 쓰쿠바 소재 국립 재료 과학 연구소. 이론의 일부는 상트페테르부르크(러시아)에 있는 ITMO 대학의 동료들이 협력을 종료하기 전에 개발했습니다.
저널 참조:
Shan, H.; 다른 사람. (2022) 캐비티에서 강한 가벼운 물질 결합에 의한 어두운 단층 반도체의 라이트닝. 자연 연결. doi.org/10.1038/s41467-022-30645-5.