吸光率高且可調的材料

通過對不同的二維材料進行分層，巴塞爾大學的物理學家創造了一種新穎的結構，能夠吸收幾乎所有選定波長的光。該成就取決于雙層二硫化鉬。新結構的特殊性能使其成為光學組件或單個光子源的應用候選者，它們在量子研究中起著關鍵作用。研究結果發表在科學期刊《自然納米技術》上。

新型二維材料是當前世界范圍內的熱門研究主題。特別引起關注的是范德華異質結構，它由范德華力將不同材料的單個層組成。不同層之間的相互作用可以使所得材料具有全新的性能。

雙層解鎖關鍵屬性

已經有范德華力異質結構吸收高達100%的光。單層二硫化鉬的吸收能力在此范圍內。吸收光后，電子會脫離其在價帶中的原始位置，留下帶正電的空穴。電子移動到更高的能級，稱為導帶，在那里電子可以自由移動。

產生的空穴和電子根據庫侖定律相互吸引，產生在室溫下保持穩定的結合的電子-空穴對。然而，隨著單層的二硫化鉬也沒有辦法來控制光波長被吸收。巴塞爾大學物理系和瑞士納米科學研究所的理查德·沃伯頓教授解釋說：“只有添加第二層二硫化鉬，我們才能獲得可調性，這是用于應用目的的必不可少的特性。”

吸收和可調性

Warburton和他的團隊與法國研究人員緊密合作，成功建立了這樣一個結構。物理學家使用了夾在絕緣體和導電石墨烯兩面之間的雙層二硫化鉬雙層。

“如果向外部石墨烯層施加電壓，則會產生電場，從而影響兩個二硫化鉬層的吸收性能，”沃伯頓團隊的博士生，研究的主要作者納丁·萊斯剛解釋說。“通過調節施加的電壓，我們可以選擇在這些層中形成電子-空穴對的波長。”

理查德·沃伯頓(Richard Warburton)補充說：“這項研究可以為開發調制器等光電器件的新方法鋪平道路。” 調制器用于有選擇地改變信號的幅度。另一個潛在的應用是生成單個光子，這對量子技術具有重要意義。