Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Двумерный дисульфид рения показал неожиданные оптические метаморфозы
Международный коллектив ученых, куда вошли специалисты МФТИ, исследовал оптические свойства двумерных кристаллов дисульфида рения (ReS2) в зависимости от расположения и количества атомарных слоев в материале.
Исследование опубликовано в журнале Advanced Optical Materials. ReS2 — ван-дер-ваальсовый кристалл, который имеет слоистую структуру. Он существует в двух фазах AA и AB, которые отличаются разным расположением одинаковых монослоев друг над другом. Эти фазы имеют различные оптические и электронные свойства. В научной литературе данные о фазах ReS2 противоречивы. В данной работе исследователи поставили перед собой задачу разъяснить эти противоречия — экспериментально изучить и теоретически обосновать оптические свойства этих фаз, достоверная информация о которых позволит применять ReS2 в приложениях для оптоэлектроники и нелинейной оптики.
«Наша работа показала, в чем состояли эти противоречия: в предыдущих экспериментах использовались материалы смешанной фазы, то есть часть материала была укомплектована в фазе AA, а другая — в фазе AB. В данной работе наши коллеги смогли произвести качественное изготовление чистых фаз ReS2 различных атомарных толщин и проделать системные измерения их оптических свойств методами комбинационного рассеяния, фотолюминесценции и генерации второй гармоники, что позволило разъяснить литературные противоречия.
В дальнейшем наше исследование поможет производить качественную “сборку” гетероструктур на основе AA и AB ReS2, учитывая их разные электронно-оптические характеристики для разработки современных оптических и электронных устройств на основе двумерных материалов», — прокомментировал Кравцов Константин, младший научный сотрудник лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ.
Укладка слоёв существенно влияет на динамические, электронные и оптические свойства материала. Спектры комбинационного рассеяния, или Раман-спектры, различны у AA и AB фаз. Это значит, что каждая фаза имеет собственные частоты колебаний, то есть динамические свойства. В спектрах люминесценции AA фазы кристалла наблюдается два интенсивных максимума, независимо от числа слоев. В AB фазе проявляются пять максимумов, интенсивность которых зависит от четности слоев в кристалле, что объясняется более сильной связью в AB по сравнению с AA-фазой.
Для более детального анализа ученые провели измерения оптических свойств ReS2 при криогенных температурах. Благодаря этому им удалось разделить перекрывающиеся близлежащие пики в спектрах фотолюминесценции. Это важно для понимания устройства экситонов в материале. Экситон — это квазичастица, которая является связанным состоянием электрона и дырки. Исследователи обнаружили два дополнительных Ридберговских экситона довольно малой интенсивности в AA-фазе, которых не наблюдаются в AB. Эти экситоны характеризуются большими размерами и высокоэнергетическими состояниями, напоминающими атомные орбитали водорода.
Для экспериментального определения упаковки слоев ReS2 исследовались нелинейные оптические свойства этих материалов, а именно генерация второй гармоники. Данное свойство для материалов с центром инверсии равна нулю. Это свойство позволило легко отличить AA-фазу от AB, а в AB-фазе — нечётное количество слоёв от четного. Структура в AA-фазе и AB-фазе с нечетным количеством слоев обладает центром инверсии. Эти структуры не дают сигнала при измерении генерации второй гармоники. Кристалл в AB-фазе, состоящий из четного числа слоев, имеет отклик.
Оптические свойства образцов с толщиной больше 50 нм значительно отличаются от характеристик структур, состоящих из небольшого количества слоев. Это значит, что объемные образцы ReS2 нельзя рассматривать в виде обычной суперпозиции отдельных монослоев. Этот вывод опровергает распространенное представление, использовавшееся в предыдущих исследованиях.
В ходе работы экспериментально измеренные свойства валидировались расчетами в рамках теории функционала плотности. В связи с высокими требованиями к вычислительным ресурсам физики ограничились расчетом структур ReS2, состоящих от одного до пяти слоев, в то время как в экспериментальные измерения были выполнены вплоть до 13 слоев.
«В будущем мы планируем выделить бОльшие мощности для проведения более точных расчётов в рамках уравнения Бете—Солпитера, которые помогут глубже понять квантово-механическую природу разного экситонного отклика данных фаз, а также зависимость его от чётности числа слоев в AB ReS2», — поделился Круглов Иван, заведующий лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ.
В работе участвовали ученые из лаборатории компьютерного дизайна материалов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Индийского технологического института, Индийского института науки и Ереванского государственного университета.
Telegram 
Дзен 
VK Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Объект 3I/ATLAS, обнаруженный в начале июля примерно в 675 миллионах километров от Солнца, принадлежит к потенциально самому опасному для землян типу небесных тел. К счастью, этот конкретный объект хотя и имеет опасные размеры, но нашей планете никак не угрожает.
Приблизительно 4,5 тысячи лет назад в Египте жил пожилой человек, который, вероятно, трудился гончаром. Сегодня его ДНК расшифровали полностью: это первый для современной науки случай расшифровки полного генома человека из Древнего Египта. Анализ не только раскрыл детали былой жизни, но и намекнул на связи с Месопотамией.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
За последние 30 лет размер трески, обитающей в Балтийском море, значительно уменьшился. Если раньше рыбаки вылавливали из воды особей размером с маленького ребенка, то теперь добытая рыба легко помещается в ладонях. Авторы нового исследования винят в этом человека, который заставил один из видов эволюционировать в «карликов».
Снимки с фотоловушек давно стали культурным явлением. Особенно забавными выглядят медведи. Мы с удовольствием смотрим на зверей, попавших в объектив камер в национальных парках: тигр украл фотоловушку, муравьед проехал верхом на муравьеде и так далее. Но не все животные настолько обаятельные. Ученые из США решили развить эмпатию к гремучим змеям, которых многие боятся. Для этого специалисты запустили трансляцию из «мегалогова», где рептилии отдыхают и рожают потомство.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно