요약 :
약간의 비틀림 또는 오정렬로 2 층 이상의 재료를 쌓아서 형성된 인위적으로 설계된 재료 인 Moiré Superlattices는 전례없는 방식으로 빛과 전자를 조작하기위한 강력한 플랫폼으로 등장했습니다. 이 디자이너 재료는 Moiré 패턴의 상호 작용에서 비롯된 놀라운 전자 및 광학적 특성을 나타냅니다. 이 기사는이 분야에서 Moiré Superlattices의 탁월한 속성과 유망한 응용 프로그램을 탐구합니다.
소개 :
기존의 반도체 재료는 수십 년 동안 현대 전자 및 광전자의 기초로 사용해 왔습니다. 그러나 그들의 성능과 기능은 고유 특성에 의해 제한됩니다. 반면에 Moiré Superlattices는 재료의 정확한 쌓기를 통해 인공주기와 대칭을 도입함으로써 새로운 정도의 자유를 제공합니다. Moiré 패턴을 신중하게 엔지니어링함으로써 과학자들은 이들 재료의 전자 밴드 구조와 광학 반응을 조정하여 혁신적인 현상과 장치로 이어질 수 있습니다.
Moiré Superlattices의 기본 사항 :
Moiré Superlattices는 약간의 비틀기 또는 오정렬로 두 재료를 쌓아서 만들어집니다. 이로 인해 주기적으로 겹치고 간섭하는 격자 구조가 형성되어 고유 한 전자 및 광학적 특성이 발생합니다. Moiré 패턴은 트위스트 각도, 층 수 및 재료 간 격자 불일치를 변경하여 제어 할 수 있습니다.
전자 특성 :
Superlattices의 Moiré 패턴은 새로운 에너지 밴드를 소개하고 상태의 전자 밀도를 수정합니다. 이로 인해 평평한 밴드 및 디라크 페르미온과 같은 상관 관계가있는 전자 상태가 출현하여 탁월한 수송 및 광학적 특성을 나타냅니다. 이러한 고유 한 전자 특성은 고온 초전도체, 고전성 트랜지스터 및 양자 컴퓨팅 아키텍처를 포함한 새로운 전자 장치를 실현하는 데 중요한 영향을 미칩니다.
광학 특성 :
Moiré Superlattices는 Moiré- 유도 된 잠재적 환경의 존재로 인해 강한 가벼운 상호 작용을 나타냅니다. 이러한 잠재적 인 풍경은 빛을 포획하고 광자와 엑시톤 사이의 강한 결합으로 인한 엑시톤 폴라이트 톤, 준 사양을 일으킬 수 있습니다. Moiré Superlattices의 Exciton Polaritons는 긴 수명, 낮은 유효 질량 및 강한 비선형 상호 작용을 나타내므로 나노 포토닉, Polariton 레이저 및 비선형 광학의 응용에 유망합니다.
광자 및 광전자의 응용 분야 :
Moiré Superlattices는 다양한 광자 및 광전자 응용 프로그램에 대한 관심이 급증했습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
1. 초고속 광 검출기 : Moiré Superlattices는 강화 된 광 흡수 및 빠른 캐리어 운송으로 인해 매우 높은 감도 및 속도로 광 검출기를 설계하는 데 사용될 수 있습니다.
2. Polariton 레이저 : Moiré Superlattices에서 강력한 빛을 발하는 상호 작용은 자유 캐리어 대신 acciton polaritons를 기반으로 작동하는 Polariton 레이저의 실현을 가능하게합니다. 이 레이저는 초 낮은 임계 값, 고효율 및 조정 가능한 방출 파장을 제공합니다.
3. 비선형 광학 : Moiré Superlattices는 Moiré 잠재적 환경 내에서 빛의 감금 및 상호 작용으로 인해 향상된 비선형 광학 반응을 나타냅니다. 이를 통해 효율적인 주파수 변환, 파라 메트릭 증폭 및 초고속 비선형 스위칭을 가능하게합니다.
4. 양자 광원 : Moiré Superlattices는 양자 통신, 양자 컴퓨팅 및 양자 감지 기술을위한 필수 구성 요소 인 얽힌 광자 및 단일 광자 방출기를 생성하기위한 플랫폼을 제공합니다.
결론 :
Moiré Superlattices는 Photonics 및 Optoelectronics의 강력한 새로운 패러다임을 나타냅니다. Moiré 패턴을 정확하게 엔지니어링함으로써 과학자들은 기존의 재료를 초월하는 특별한 전자 및 광학적 특성을 잠금 해제 할 수 있습니다. Moiré Superlattices의 독특한 특성은 초고속 탐지기, Polariton 레이저, 비선형 광학 요소 및 양자 광원을 포함한 광범위한 차세대 장치를위한 길을 포장합니다. 연구가 이러한 디자이너 재료의 잠재력을 계속 조사함에 따라 Moiré Superlattices는 미래의 광자 및 광전자 기술에 혁명을 일으키는 엄청난 약속을 가지고 있습니다.
