Na física, o padrãomoirééum projeto geomanãtrico especa­fico no qual conjuntos de linhas retas ou curvas são sobrepostas umas a s outras. Estudos recentes descobriram que bicamadas de materiais dichalcogenetos de metais de transição arranjados em padraµes moirépodem ser particularmente promissores para estudar fena´menos eletra´nicos e excitons (isto anã, concentrações de energia em cristais formados por um elanãtron excitado e um buraco associado).

Bicamadas moiréde dichalcogeneto de metal de transição tem caracteri­sticas vantajosas para estudar fena´menos fa­sicos eletra´nicos e excita´nicos, incluindo fortes interações de Coulomb. Estudos de pesquisas anteriores usaram com sucesso esses sistemas para fazer várias descobertas interessantes, como ordens de carga exa³ticas em preenchimentos inteiros e fraciona¡rios.

Pesquisadores da Universidade de Washington e outros institutos em todo o mundo realizaram recentemente um estudo examinando especificamente um sistema de moiréde dichalcogeneto de metal de transição composto de disseleneto de molibdaªnio (MoSe 2 ) / disseleneto de tungstaªnio (WSe 2 ) heterobilayers. Seu artigo, publicado na Nature Nanotechnology , relata que observação de trions arranjados em moiré(ou seja, excitações localizadas consistindo de trêspartículas carregadas) em heterocamadas H-empilhadas MoSe 2 / WSe 2 .

"O potencial moiréperia³dico ocorre naturalmente em superredes moiréde dichalcogenetos meta¡licos de transição. Va¡rios anos atrás, imaginamos que o potencial peria³dico pode funcionar como matrizes de pontos qua¢nticos", disse Wang Yao, um dos pesquisadores que realizaram o estudo, ao TechXplore. "Com base nessa ideia, nossa equipe demonstrou excitons moiréde carga neutra em heterocamadas torcidas MoSe 2 / WSe 2 em 2019."

O trabalho baseia-se em estudos anteriores do grupo com foco em superredes moiréde dichalcogenetos meta¡licos de transição. Enquanto em sua pesquisa anterior, a equipe foi capaz de observar excitons moiréde carga neutra em heterocamadas torcidas MoSe 2 / WSe 2 , em seu novo estudo, eles tentaram adicionar o controle eletrosta¡tico da densidade de portadores ao mesmo sistema de moiranã. Isso finalmente permitiu que eles percebessem excitons moirécarregados, que também são conhecidos como trions moiranã.

"Em nossos experimentos, medimos a emissão de luz das heterocamadas que examinamos", explicou Xu. "Ao nos concentrarmos nas propriedades de emissão (largura de linha, polarização, intensidade, energia, etc.) em função do doping do portador, campo magnético e temperatura, fomos capazes de identificar trions moiranã."

As descobertas podem ter implicações importantes para o desenvolvimento futuro de novas nanotecnologias, bem como para o estudo de fena´menos excita´nicos. Em seu trabalho futuro, a equipe espera utilizar sistemas moirépara investigar diferentes fena´menos fa­sicos.

"Mostramos que o potencial do moirétambém pode prender excitons carregados", disse Xu. "Combinado com os de carga neutra, a heterobilayer pode ser usada como uma plataforma para estudar os efeitos bosa´nicos e fermia´nicos de muitos corpos com base em excitons moiranã. Em nossos pra³ximos estudos, planejamos estudar o equila­brio e o desequila­brio com base em muitos efeitos corporais nos sistemas moiranã. "