Geavanceerde metingen ontrafelen fenomenen op nanoschaal in wolfraamdiselenide

2D-halfgeleidermaterialen zijn enkele atomen dik en sommige ervan vertonen plaatselijke emissie, waarbij licht uit zo’n klein deel van de laag wordt uitgezonden dat er slechts één foton tegelijk wordt geproduceerd. Deze gelokaliseerde emissie heeft unieke eigenschappen en is van vitaal belang voor nieuwe kwantumtechnologieën, vooral in opto-elektronische en kwantumapparaattoepassingen.

Onderzoek heeft aangetoond dat het uitrekken van een 2D-materiaal, wolfraamdiselenide genaamd, kan resulteren in gelokaliseerde emissie, en veel inspanningen hebben geprobeerd nanostructuren te creëren met de maximale spanning in de laag. Geavanceerde metingen bij NPL geven echter aan dat het buigen van het materiaal een soortgelijk effect kan hebben.

In werk onlangs gepubliceerd in Wetenschap en technologie van geavanceerde materialenstellen wetenschappers van NPL dat de kromming van 2D-materiaal als gevolg van rimpels in de 2D-laag een betere manier is om de eigenschappen te ontwikkelen.

De effecten van strekken en buigen zijn niet altijd gemakkelijk te onderscheiden, maar door geavanceerde meettechnieken te combineren laten hun resultaten zien dat dit alternatieve paradigma een veelbelovende route is naar kwantumlichtbronnen op kamertemperatuur.

Kromming is veel gemakkelijker te ontwerpen dan rek uitrekken en dus zou dit resultaat de vooruitgang naar goedkope kwantumtechnologieën kunnen versnellen.

NPL werkt momenteel samen met groepen in Groot-Brittannië en Brazilië aan kwantumchemische modellering en verder experimenteel werk om het voorgestelde paradigma te testen en het theoretische begrip te ontwikkelen van hoe geometrische kromming resulteert in gelokaliseerde emissie in monolaag wolfraamdiselenide.

Afdelingshoofd Wetenschap Professor Fernando Castro zei: “Dit werk is een goed voorbeeld van hoe het samenbrengen van teams met expertise op verschillende gebieden van materiaal- en meetwetenschap heeft geresulteerd in een nieuwe manier om gelokaliseerde emissie in geavanceerde halfgeleiders van 2D-materialen te begrijpen, waardoor nieuwe kansen worden geopend voor opto-elektronica en kwantumtoepassingen.”