Investigadores logran hacer brillar semiconductores oscuros

Los niveles de energía de los electrones en una red cristalina sólida determinan si pueden o no producir luz, por ejemplo, como diodos emisores de luz (LED).

En su experimento, los físicos de Oldenburg dirigieron un rayo láser a una muestra muy delgada de un semiconductor con varios componentes ópticos. Crédito de la imagen: Universidad de Oldenburg

Un equipo internacional de científicos dirigido por Universidad de Oldemburgo Los físicos Dr. Hangyong Shan y el profesor Christian Schneider lograron sintetizar este material, que generalmente tiene un rendimiento de brillo bajo, para que pueda brillar, y lograron cambiar los niveles de energía en muestras de materiales semiconductores de tungsteno ultrafinos.

El equipo publica trabajos de investigación en revistas científicas. Naturaleza Comunicación.

Los investigadores afirman que sus hallazgos son el primer paso para manipular las propiedades físicas de los materiales utilizando campos de luz.

La idea se ha discutido durante años, pero no se ha implementado de manera concluyente..

Christian Schneider, físico, Universidad de Oldenburg

El efecto de la luz tiene el potencial de mejorar las capacidades ópticas de los semiconductores y, como tal, ayudará en la fabricación de LED avanzados, células solares, componentes ópticos y otras aplicaciones.

Puede mejorar la calidad óptica de semiconductores orgánicos o plásticos con propiedades semiconductoras utilizados en pantallas multipropósito, celdas solares o como sensores en textiles.

Una clase poco común de semiconductores que consta de un metal de transición más uno de tres elementos (azufre, selenio o telurio) incluye el diseleniuro de tungsteno. Los científicos utilizaron muestras hechas de capas monocristalinas de átomos de tungsteno y selenio en forma de sándwich para su estudio.

Algunos de estos materiales más gruesos también se denominan materiales bidimensionales (2D) en física. También se los conoce como “materiales cuánticos”, porque a menudo tienen la característica especial de que los portadores de carga que transportan se comportan de manera muy diferente a los sólidos más gruesos.

La muestra de disleniuro de tungsteno se colocó entre dos espejos especialmente diseñados por los investigadores, guiados por Shan y Schneider, y excitados por un láser. Pudieron emparejar electrones energéticos y partículas de luz (fotones) usando esta técnica.

En nuestro estudio, mostramos que a través de este acoplamiento, las estructuras de transición electrónica se pueden reorganizar para que la materia oscura se comporte efectivamente como la materia ligera.Descripción Schneider. “El efecto en nuestro experimento es tan fuerte que el estado inferior del diseleniuro de tungsteno se vuelve ópticamente activo.. “

Los investigadores también pudieron demostrar que los resultados experimentales reflejaban con precisión un modelo altamente teórico.

Los resultados son el resultado de una colaboración entre científicos de la Universidad Karl von Ossetsky en Oldenburg (Alemania) y colegas de la Universidad de Reykjavik (Islandia), la Universidad de Würzburg (Alemania), la Universidad Friedrich Schiller (Alemania) y la Universidad Estatal de Arizona. (EE.UU). ) y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales en Tsukuba (Japón). Parte de la teoría fue desarrollada por colegas de la Universidad ITMO en San Petersburgo (Rusia) antes de que las universidades terminaran su colaboración.

Referencia de la revista:

Chan, H.; y otros. (2022) Iluminación de un semiconductor monocapa oscuro con fuerte acoplamiento de material ligero en la cavidad. Conexión Natural. doi.org/10.1038/s41467-022-30645-5.

fuente: https://uol.de/ar

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