Topographie du cristal bidimensionnel au-dessus du fil microscopique indiqué par des lignes pointillées. Les excitons se déplacent librement le long de la bosse induite par le fil, mais ne peuvent pas s'en échapper dans la direction perpendiculaire. Crédit :Florian Dirnberger.
D'une équipe de physiciens du City College de New York et de leurs collaborateurs au Japon et en Allemagne vient une autre avancée dans l'étude des excitons - des quasiparticules électriquement neutres qui existent dans les isolants, les semi-conducteurs et certains liquides. Les chercheurs ont créé un fil "excitonique", ou canal unidimensionnel pour les excitons. Ces dispositifs résultants pourraient un jour remplacer certaines tâches qui sont maintenant effectuées par la technologie standard des transistors.
Florian Dirnberger, post-doctorant dans le groupe de recherche de Vinod Menon au Centre pour la découverte et l'innovation du CCNY, et l'un des principaux auteurs de l'étude publiée dans la revue Science Advances , a détaillé la percée de l'équipe. "Notre principale réalisation a été de réussir à créer ces fils excitoniques, essentiellement des canaux unidimensionnels pour les excitons dans ce qui est autrement un semi-conducteur bidimensionnel", a-t-il déclaré. "Étant donné que les excitons à charge neutre ne sont pas simplement contrôlés par des tensions externes, nous avons dû recourir à une approche différente. En déposant le cristal 2D atomiquement mince au-dessus d'un fil microscopique, mille fois plus fin qu'un cheveu humain, nous avons créé un petite bosse allongée dans le matériau bidimensionnel, séparant légèrement les atomes du cristal bidimensionnel et induisant une déformation dans le matériau.Pour les excitons, cette bosse ressemble beaucoup à un tuyau d'eau et une fois piégés à l'intérieur, ils sont liés à se déplacer le long du tuyau, réalisant un transport quasi unidimensionnel d'excitons."
Cette avancée offre des possibilités pour de nouveaux appareils.
"La manipulation du mouvement des excitons à l'échelle nanométrique constitue une étape importante vers les dispositifs excitoniques", a noté Dirnberger. "Les plates-formes basées sur des dichalcogénures de métaux de transition semi-conducteurs à deux dimensions offrent une nouvelle approche intéressante appelée souchetronique."
Les résultats possibles incluent des dispositifs innovants basés sur des excitons qui fonctionnent à température ambiante et pourraient remplacer certaines tâches effectuées par la technologie contemporaine des transistors. Formation, relaxation et transport d'excitons intercouches dans les hétérostructures TMD van der Waals
