Un sándwich bidimensional atípico tiene la parte sabrosa en el exterior para científicos e ingenieros que desarrollan nanodispositivos multifuncionales.
Una capa delgada de átomo de antimonio semiconductor emparejada con seleniuro de indio ferroeléctrico mostraría propiedades únicas según el lado y la polarización por un campo eléctrico externo.
El campo podría usarse para estabilizar la polarización del seleniuro de indio, una propiedad largamente buscada que tiende a ser destruida por campos internos en materiales como las perovskitas, pero que sería muy útil para aplicaciones de energía solar.
Los cálculos del teórico de los materiales de Rice, Boris Yakobson, el autor principal e investigador Jun-Jie Zhang y el estudiante graduado Dongyang Zhu muestran que cambiar la polarización del material con un campo eléctrico externo lo convierte en un simple aislante con una banda prohibida adecuada para la absorción de luz visible o unaislante topológico, un material que solo conduce electrones a lo largo de su superficie.
Girar el campo hacia adentro haría que el material fuera bueno para los paneles solares. Girarlo hacia afuera podría hacerlo útil como dispositivo espintrónico para la computación cuántica.
El estudio del laboratorio aparece en la revista American Chemical Society Nano letras .
"La capacidad de cambiar a voluntad la estructura de banda electrónica del material es una perilla muy atractiva", dijo Yakobson. "El fuerte acoplamiento entre el estado ferroeléctrico y el orden topológico puede ayudar: el voltaje aplicado cambia la topología a través de la polarización ferroeléctrica, que sirvecomo intermediario. Esto proporciona un nuevo paradigma para la ingeniería y el control de dispositivos ".
Débilmente unidas por la fuerza de van der Waals, las capas cambian su configuración física cuando se exponen a un campo eléctrico. Eso cambia la banda prohibida del compuesto, y el cambio no es trivial, dijo Zhang.
"Los átomos centrales de selenio cambian junto con el cambio de polarización ferroeléctrica", dijo. "Este tipo de cambio en el seleniuro de indio se ha observado en experimentos recientes".
A diferencia de otras estructuras propuestas y finalmente hechas por los experimentales, las buckybolas de boro son un buen ejemplo, el material de cambio puede ser relativamente simple de hacer, según los investigadores.
"A diferencia de los sólidos a granel típicos, la fácil exfoliación de los cristales de van der Waals a lo largo del plano de energía superficial baja permite de manera realista su reensamblaje en heterobicapas, lo que abre nuevas posibilidades como la que descubrimos aquí", dijo Zhang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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