Дефекты повышают фотолюминесценцию двумерных полупроводников
Значительно чаще недостатки ухудшают характеристики материала. Но новые изучения ученых из америки и Китая показали, что недостатки смогут снабжать и большое улучшение отдельных черт. В частности, как раз недостатки, согласно данным последней работы исследователей, дают некоторым двумерным полупроводникам (к примеру, дихалькогенидам переходных металлов) более броское излучение.
Это открытие может иметь ответственное значение для на базе этих материалов электронных и оптоэлектронных устройств будущего.
Собственный открытие несколько исследователей из University of California (США), Institute of Semiconductors на базе Chinese Academy of Sciences (Китай) и Massachusetts Institute of Technology (США) сделала благодаря тому, что
работа ученых была направлена на изучение анионных вакансий в монослоях дихалькогенидов переходных металлов.
Нужно подчернуть, что
эти материалы считаются перспективными для разных электронных и оптоэлектронных приложений, например, для светоизлучающих солнечных батарей и диодов. Связано это с тем, что при уменьшении толщины для того чтобы полупроводника до монослоя, в нем появляется прямая запрещенная территория, упрощающая использование материала в настоящих устройствах.
Для вакансий в монослое изучаемого материла ученые использовали высокоэнергетические альфа-частицы. По окончании бомбардировки альфа-частицами, оценивался световой спектр излучения полупроводников, причем, полученный спектр сравнивался со спектром начального примера.
Это сравнение обосновывало, что по окончании бомбардировки на спектре оказались дополнительные линии излучения, расположенные ниже запрещенной территории. Материал становился более люминесцентным за счет повышения плотности вакансий. А новый пик на спектре был связан с рекомбинацией связанных экситонов.
Потому, что этот пик отсутствует при повторении опыта в вакууме, согласно мнению ученых, это обосновывает наличие рекомбинации на недостатках лишь под действием молекул атмосферного газа (к примеру, азота либо кислорода).
Иными словами,
работа показала, что в этом случае наличие реальной атмосферы и дефектов не есть причиной, ухудшающим результаты измерений.
Нужно подчернуть, что световое излучение полупроводника возрастает за счет «расходования» свободных электронов из материала (на обрисованные выше сотрудничества в области недостатков). Данный перенос заряда изменяет свойства материала и стабилизирует экситоны, так, что они, со своей стороны, способны рекомбинировать и создавать больше света.
Подробные результаты работы ученых размещены в издании Scientific Report. В целом работа ученых не только пролила свет на то, как недостатки воздействуют на фотолюминесценцию двумерных полупроводников (дихалькогенидов переходных металлов), но и указала новый метод для адаптации их физических особенностей на практике. В скором будущем научная несколько собирается повторить опыты на вторых материалах.