Вольфрам Diselenide и будущее оптоэлектроники
На этой неделе исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) и Сингапурского университета технологии и дизайна и Имперского колледжа (SUTD) объявили о значительном шаге к более эффективной оптоэлектронике.
В пресс-релизе NUS говорится, что команде исследователей удалось повысить эффективность фотолюминесценции соединения дисульенида вольфрама (WSe 2).
Дислеенид вольфрама представляет собой химическое соединение, используемое в качестве одномолекулярного (2D) полупроводника. Он идентифицирован как монослой дихалькогенида переходного металла (TMDC), что означает, что он является функциональным полупроводником только с толщиной одной молекулы. Поскольку эти полупроводники настолько малы, их часто называют двумерными или двумерными полупроводниками.
За последние несколько лет 2D полупроводники привлекают к себе внимание за способность эффективно проводить электричество из-за их прямого запрещения полосы, намного быстрее, чем кремний.
Гравиметрическое представление решетчатой структуры дисульфида вольфрама сверху (слева) и два вида в профиле (справа), показывающие одномолекулярный слой. Изображение предоставлено Nature Physics
Одним из препятствий для использования монослойных полупроводников TDMC в электронике было ограниченное поглощение энергии, на которое они способны. Команда NUS предприняла шаги для решения этой проблемы путем спаривания вольфрама дислеленида с золотыми субстратами на наноуровне, известном как плазмонные наноструктуры.
Объединив монослои вольфрамового дисселенида с этими золотыми плазмохимическими субструктурами (которые функционируют как крошечные траншеи), исследователи обнаружили, что его фотолюминесценция достигла в 20 000 раз первоначальных мощностей.
Исследователи, возглавляемые физиком профессором Эндрю Ви и кандидатом наук Ван Чжуо, впервые использовали это использование золотых плазмонных наноструктур, поскольку они сочетаются с двумерными полупроводниками.
Команда планирует продолжить исследования путем объединения золотых плазмонных наноструктур с другими монослоями TMDC, такими как дисульфид молибдена (MoS 2).
Продолжающиеся исследования в 2D полупроводниках позволят обеспечить более надежную и гораздо более компактную оптоэлектронику.
Исследователи из Венского института исследовательских технологий объединили дисульфид вольфрама и дисульфид молибдена в 2014 году для создания полупроводниковой структуры, которая продемонстрировала свою перспективу в технологии солнечных элементов. Диселенид вольфрама способен превращать свет в электрическую, а также обратно, но, объединив его с дисульфидом молибдена, исследователи смогли добиться этих результатов гораздо более компактным образом.
Два полупроводниковых слоя, используемых в системе слоев солнечных элементов. Изображение предоставлено Phys.org
В конце прошлого года исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли из Лаборатории энергетики включили вольфрамовое дислеенид в микродисковый резонатор, что позволило получить высококачественную видимую экситонную генерацию. Это может позволить встроенные 2D-приложения для высокопроизводительных вычислений.
Использование вольфрама diselenide в будущих проектах может охватывать несколько отраслей.