研究者たちは、MicronovaNanofabricationCleanroomの優れた設備を利用しました。 クレジット：Mikko Raskinen / Aalto University
で公開された新しい研究 ネイチャー·コミュニケーションズ は、1Dファンデルワールス材料で強力な光学特性を示した最初の製品です。
電子が非常に小さな空間に閉じ込められると、異常な電気的、光学的、磁気的挙動を示す可能性があります。 二次元原子シートに電子を閉じ込めることから グラフェン – 2010年にノーベル物理学賞を受賞した偉業–電子をさらに制限して一次元性を実現するために、この幅広い研究ラインは、物理学、化学、エネルギー収穫、情報などの基礎研究と技術進歩の展望を変えています。 。
に掲載された研究では ネイチャー·コミュニケーションズアールト大学の研究者が率いる国際チームは、電子が1次元のサブユニットに閉じ込められている場合、繊維状の赤色リンが大きな光学応答を示す可能性があることを発見しました。つまり、材料は光照射下で強いフォトルミネッセンスを示します。 グラフェンのような赤リンは、1次元ファンデルワールス（2017D vdW）材料と呼ばれる独自の材料グループに属しています。 1D vdW材料は、XNUMX年にのみ発見された根本的に新しいタイプの材料です。これまで、XNUMXvdW材料の研究は電気的特性に焦点を合わせてきました。
チームは、フォトルミネッセンス分光法などの測定を通じて、1D vdW繊維状赤色リンの光学特性を明らかにしました。この測定では、サンプルにレーザー光を当て、戻ってきた光の色と明るさを測定しました。 調査結果は、1D vdW材料が巨大な異方性線形および非線形光学応答を示すことを示しています。つまり、光学応答は、繊維状リン結晶の配向と、放出される光子の数に関連する放出強度に強く依存します。特定の時間に。
'それが実験で反応した方法は、1DvdW繊維状赤リンを本当に刺激的な材料にします。 たとえば、それは巨大な異方性線形および非線形応答の両方と、印象的な発光強度を示しています」と、アールト大学のポスドク研究者であるLuojunDu博士は述べています。
吸収後に光が放出されるときに、反射標識や子供の暗闇で光るおもちゃで日常生活で一般的に見られる効果である材料のフォトルミネッセンスも、研究者を驚かせました。 チームは、繊維状の赤色リンのフォトルミネッセンスを、その強力なフォトルミネッセンスでよく知られている単層二硫化モリブデン（MoS2）と比較し、フォトルミネッセンスの強度が40倍以上強く、非常に明るいことを発見しました。非常に簡単に。
'繊維状の赤リンの強いフォトルミネッセンスは予想外です。 実際、当初、繊維状の赤色リンのフォトルミネッセンスは弱いと予想していました。 理論計算に基づくと、この効果は実際には強くないはずなので、現在、残光の原因を明らかにするためにさらに実験を行っています」とDu氏は言います。
「繊維状の赤色リンのような一次元ファンデルワールス材料は、この研究で見た動作を正確に示す材料に依存するディスプレイやその他のアプリケーションに真の可能性を示していると思います。 異方性光学応答のスペクトルも、従来の材料からの応答と比較すると非常に広いようです」と、研究の背後にあるグループを率いるZhipeiSun教授は述べています。
参考：「1Dファンデルワールス半導体繊維状赤リンの巨大異方性フォトニクス」Luojun Du、Yanchong Zhao、Linlu Wu、Xuerong Hu、Lide Yao、Yadong Wang、Xueyin Bai、Yunyun Dai、Jingsi Qiao、Md Gius Uddin、Xiaomei Li、Jouko Lahtinen、Xuedong Bai、Guangyu Zhang、Wei Ji、Zhipei Sun、10年2021月XNUMX日 ネイチャー·コミュニケーションズ.
DOI: 10.1038/s41467-021-25104-6
