Yon gwoup syantis Ameriken te dekouvri ke smikondukteur ki mennen yon ti kras nan yon epese atomik ka emet limye ak yon efikasite femen nan 100% ak evite yon gout nan efikasite kom klete an ogmante-ki anjeneral kalamite poul sa yo.
Soti nan ekran telefon entelijan nan ekleraj ki ba-eneji, limye-émettant diodes (poul) te chanje mond lan anpil fwa. Men, efikasite nan poul gen tandans diminye kom klete an ogmante-yon pwoblem ki se patikilyeman anbarasman pou yon nouvo ak enteresan de dimansyon semiconductor materyel, sa yo rele tranzisyon metal dihalides (TMDs). Efikasite nan efikasite enpotan gout nan materyel sa yo atomically mens nan klete segonde sa aplikasyon yo nan aplikasyon pratik.
Koulye a, cheche nan inivesite a nan California, Berkeley ak Lawrence Berkeley laboratwa nasyonal ka jwenn yon fason tre senp yo kontoune barye yo efikasite ke poul sa yo gen tandans rankontre.
Ekip la te pwouve ke aplike yon Souch mekanik nan mwens pase 1% sou TMD a ka chanje estrikti elektwonik la nan materyel la, e menm nan nivo klete segonde, li se ase reyalize preske 100% efikasite emisyon limye (sa vle di photoluminescence sede kwantik). Ekip rechech la kwe ke rezilta sa a ka pemet yon nouvo jenerasyon nan ekipman ki MENNEN pou evite ewozyon efikasite ki te koze pa ogmante klete.
Nan tout oganik ak kek poul inogawa, gout la nan efikasite nan klete segonde se rasin nan yon fenomen rele exciton-exciton eksterminasyon (EEA).
Le yon sous eneji tankou yon kouran elektrik oswa yon gwo bout bwa laze excites yon semiconductor, li anvwaye negativman chaje elektwon soti nan bann la valence nan semiconductor a nan bann la kondiksyon, kite pozitivman chaje twou elektron.
Nan smikondukteur ak pwopriyete ki korek yo, pe elektron-twou toujou egziste nan fom lan nan net kasi-patikil rele excitons. Radyasyon ki vin apre a recombination nan elektwon ak twou nan rezilta yo excitons nan emisyon nan photons, se konsa pwodwi vizib limye emisyon soti nan DIRIJE a.
Nan dansite exciton ki ba, preske tout excitons gen ase espas pou recombination radyasyon, ak sede a kwantik nan TMD te DIRIJE se femen nan 100%. Sepandan, kom klete an nan ogmante a dirije ak dansite la nan excitons ogmante, excitons la komanse fe kolizyon ak efase youn ak lot, sa ki lakoz nan attenuation ki pa radiative, oswa EEA, disparue nan fom lan nan chale. Rezilta: efikasite nan fotoluminescence nan materyel sa a ultra-mens diminye kom klete an ogmante.
Nimewo a nan ki pa radiative EEAs lajman depann sou detay yo nan estrikti a gwoup eneji semiconductor. Ekip rechech la Berkeley te jwenn ke, espesyalman pou TMD smikondukteur, kantite EEAs ogmante pa van an Hove singularité.
Van an Hove singularité se yon deformation ti tay nan estrikti a eneji nan yon semiconductor, ki ogmante dansite la nan eta (ki kantite eta eneji posib ki ka okipe) nan pwen sa a.
Yo nan lod yo rezoud pwoblem nan EEA anba dansite segonde exciton, Berkeley cheche metod etidye yo ajiste estrikti a gwoup eneji nan materyel TMD. Yo te jwenn ke aplike uniaxial presyon-literalman fe materyel la yon ti kras-travay byen.
Nan eksperyans yo, ekip la enstale anpil TMDs diferan, ki gen ladan yon sel-kouch WS2, WSe2, ak MoS2. Sou yon substra plastik fleksib, yon egzagonal bor nitride kouch (kom yon pot insulator) ak yon kouch grafen (kom yon pot) te ajoute. lektwod). Le sa a, cheche yo aplike yon patipri voltaj sou aparey la, eksite materyel la ak yon gwo bout bwa laze jenere excitons, ak mezire sede a photoluminescence kwantik nan materyel la kom entansite a laze (ak dansite eksitasyon) ogmante.
Ekip la te jwenn ke pou unstrained TMD, jan yo espere, sede a kwantik pouri kom dansite la exciton ogmante. Sepandan, yon ti kras koube substra yo fleksib ak aplike yon presyon rupture nan 0,2% nan TMD a pral rezilta nan yon rediksyon enpotan nan kantite lajan an nan woulo liv. Le souch la rupture se 0.4%, pa gen okenn efikasite efikasite gout anba klete segonde, ak materyel la ka kenbe preske 100% photoluminescence kwantik sede kelkeswa dansite la exciton.
Analiz ekip la montre ke Efe a nan tansyon sou sede kwantik ki gen rapo ak egzistans la nan "pwen sele" nan estrikti a semiconductor eneji gwoup-menm jan ak kanal la mon nan jaden eneji li yo. Nan materyel unstrained, pwen an sele, ki se, rejyon an nan van an Hove singularité, ki sitiye tou pre eneji a favorab nan exciton-pwodwi exciton eksterminasyon, se konsa amelyore nivo a nan exciton eksterminasyon. Yon ti kras koube materyel la ka refom estrikti a bann ak konpletman deplase pwen an sele pou ke van an Hove singularité se pa fezab nan eksterminasyon exciton. Sa a, nan vire, pemet plis exciton radyasyon recombination ak ogmante sede a kwantik nan photoluminescence.
Malgre ke pi fo nan eksperyans ekip la enplike dekale mekanik nan dives kalite dra materyel de dimansyon, cheche yo kapab tou pwouve Efe a benefik nan Presyon sou sede a kwantik nan gwo zon (santimet-nivo) dra WS2. Grandi pa yon pwosesis depo chimik ki pwolonje vape. Cheche yo kwe ke pwen sa a dekouvri adisyonel nan Prospect a nan yon nouvo jenerasyon nan poul ki pa afekte pa efikasite pet attenuation nan klete segonde.
