Revista de Engenharia da Computação e Tecnologia da Informação

Configurar materiais 2D por ordem de empilhamento para recolha de energia e homojunções

Zé Xiang Shen

Está bem estabelecido que as estruturas óticas e eletrónicas de materiais bidimensionais de dichalcogeneto de metal de transição (2D TMD) e perovskitas apresentam geralmente propriedades dependentes da camada muito fortes. É menos conhecido que as propriedades também podem ser ajustadas por ordem de empilhamento, o que nos permite construir dispositivos eletro e óticos com o mesmo material e a mesma espessura. A compreensão detalhada da interação entre camadas ajudará muito na adaptação das propriedades dos materiais TMD 2D para aplicações, por exemplo, na junção pn, transístores, células solares e LEDs. A espectroscopia e a imagem Raman/fotoluminescência (PL) têm sido amplamente utilizadas no estudo de nanomateriais e nanodispositivos. Fornecem informações críticas para a caracterização dos materiais, como a estrutura eletrónica, a propriedade ótica, a estrutura dos fônons, os defeitos, a dopagem e a sequência de empilhamento. Nesta apresentação, utilizámos técnicas Raman e PL e medições elétricas, bem como simulação para estudar amostras de TMD 2D de 2 e 3 camadas. Os espectros Raman e PL mostram também uma clara correlação com a espessura da camada e a sequência de empilhamento. As experiências elétricas e os cálculos ab initio revelam que a diferença nas estruturas eletrónicas surge principalmente da competição entre o acoplamento spin-órbita e o acoplamento intercamadas em diferentes configurações estruturais. As homojunções de materiais 2D usando empilhamento 2H e 3R mostram um comportamento claro da junção pn, o que abre potenciais aplicações únicas para a nanoelectrónica e células solares.