Группа ученых из Геттингенского университета совершила прорыв в изучении темных экситонов — квантовых частиц, играющих ключевую роль в солнечных батареях, светодиодах и детекторах. Разработанная ими методика ультрабыстрой импульсной микроскопии позволила впервые отследить их образование с невероятной точностью.
Работа опубликована в журнале Nature Photonics.Экситоны представляют собой пары, состоящие из электрона и оставленной им "дырки". В отличие от обычных экситонов, которые могут испускать свет, темные экситоны не испускают фотоны (частицы света), что делает их трудноуловимыми. Однако именно они оказывают значительное влияние на поведение двумерных полупроводниковых материалов, используемых в оптоэлектронике.
В новом исследовании ученые разработали методику, позволяющую отслеживать динамику экситонов в пространстве и времени. Для этого они применили метод ультрабыстрой импульсной микроскопии и изучили структуру, состоящую из диселенида вольфрама (WSe₂) и дисульфида молибдена (MoS₂). Исследователи смогли зафиксировать появление темных экситонов всего за 55 фемтосекунд с пространственным разрешением 480 нанометров.
"Эта методика позволила нам зафиксировать экситоны с высокой точностью", — отметил ведущий автор работы доктор Давид Шмитт.
Результаты исследования помогут оптимизировать свойства полупроводниковых материалов, что, в свою очередь, приведет к улучшению эффективности солнечных батарей и других электронных устройств.
"Мы получили фундаментальные знания о том, как характеристики материала влияют на движение носителей заряда", — добавил доктор Марсель Ройцель, один из авторов исследования.
Ученые планируют использовать новую методику для изучения и других перспективных материалов.
Свежие комментарии