Les blocs de construction du futur pour le photovoltaïque
Une équipe de recherche observe pour la première fois la formation d'excitons intercouches "sombres" de type moiré
Brad Baxley, Part to Whole, LLC
Les structures atomiquement fines constituées de matériaux semi-conducteurs bidimensionnels sont des candidats prometteurs pour les futurs composants de l'électronique, de l'optoélectronique et du photovoltaïque. Il est intéressant de noter que les propriétés de ces semi-conducteurs peuvent être contrôlées d'une manière inhabituelle : comme des briques Lego, les couches atomiquement fines peuvent être empilées les unes sur les autres. Mais il existe une autre astuce importante : alors que les briques de Lego ne peuvent être empilées que les unes sur les autres, que ce soit directement ou en les tordant selon un angle de 90 degrés, l'angle de rotation de la structure des semi-conducteurs peut être modifié. C'est précisément cet angle de rotation qui est intéressant pour la production de nouveaux types de cellules solaires. Cependant, bien que la modification de cet angle puisse révéler des percées pour de nouvelles technologies, elle entraîne également des défis expérimentaux. En effet, les approches expérimentales typiques n'ont qu'un accès indirect aux excitons intercouches de moiré, c'est pourquoi ces excitons sont communément appelés excitons "sombres". "Grâce à la microscopie impulsionnelle à photoémission femtoseconde, nous avons réussi à rendre visibles ces excitons sombres", explique le Dr Marcel Reutzel, chef du groupe de recherche junior à la faculté de physique de l'université de Göttingen. "Cela nous permet de mesurer comment les excitons se forment à l'échelle de temps d'un millionième de millionième de milliseconde. Nous pouvons décrire la dynamique de la formation de ces excitons à l'aide de la théorie de la mécanique quantique développée par le groupe de recherche du professeur Ermin Malic à Marbourg."
"Ces résultats nous donnent non seulement un aperçu fondamental de la formation des excitons intercouches sombres de Moiré, mais ouvrent également une toute nouvelle perspective pour permettre aux scientifiques d'étudier les propriétés optoélectroniques de nouveaux matériaux fascinants", déclare le professeur Stefan Mathias, responsable de l'étude à la faculté de physique de l'université de Göttingen. "Cette expérience est révolutionnaire car, pour la première fois, nous avons détecté la signature du potentiel de Moiré imprimé sur l'exciton, c'est-à-dire l'impact des propriétés combinées des deux couches semi-conductrices torsadées. À l'avenir, nous étudierons cet effet spécifique de manière plus approfondie afin d'en savoir plus sur les propriétés des matériaux résultants."
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