东京团队用TMDC制造薄薄的光缝

四种不同的TMDC能够产生六种不同类型的尖锐、原子状薄“光缝”

东京都立大学的研究人员已经开发出一种方法来生产高质量的由不同的过渡金属二醇化物（TMDC）组成的单层，它们在原子般薄的接缝上相遇。

通过用离子凝胶覆盖这一层，他们可以沿着接缝激发光发射。光还被发现是自然圆极化的，这是跨越边界的可定制应变的产物。

LED无处不在，但仍需要更节能的解决方案。一种选择涉及面内异质结构的应用，其中不同材料的超薄层被图案化到表面上以产生边界。在LED中它是电子和空穴复合产生光的地方。

这种结构的效率、功能性和应用范围不仅取决于所使用的材料，还取决于边界的尺寸和性质，这导致了大量在纳米尺度上控制其结构的研究。

东京都立大学的Yasumitsu Miyata领导的一个研究小组一直在使用CVD将元素可控地沉积到表面上，以形成原子薄的单层。他们的大部分工作都与如何改变这样的单层来创建由不同TMDC组成的不同区域的图案有关。

现在，同一个团队已经成功地改进了这项技术。他们重新设计了生长室，这样不同的材料可以按照固定的顺序移动到更接近基底的地方。他们还引入了添加剂来改变每种成分的蒸发温度，从而优化了生长高质量晶体层的条件。

结果，他们成功地使用了四种不同的TMDC来创建六种不同类型的尖锐、原子状的薄“接缝”。此外，通过添加离子凝胶、离子液体（室温下的正离子和负离子的流体）和聚合物的混合物，可以在接缝处施加电压以产生电致发光，这与LED的基本现象相同。其设置的可定制性和界面的高质量有助于探索广泛的排列，包括不同TMDC之间的不同程度的应变。

有趣的是，该团队发现WSe₂和WS₂单层之间的边界产生了一种称为圆偏振光的手形光，这是接缝处应变的直接产物。这种纳米级的新控制程度为它们的新结构如何应用于真正的设备，特别是在量子光电子领域，开辟了一个可能性的世界。

参考文献

'Efficient and Chiral Electroluminescence from In-Plane Heterostructure of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers' by Naoki Wada et al; Advanced Functional Materials 08 July (2022)

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