Доктор Нил Уилсон из Департамента физики впервые разработал новую технику для измерения электронной структуры стопки двумерных материалов — плоских, атомарно тонких, высокопроводящих и чрезвычайно прочных материалов.Множественные уложенные друг на друга слои 2D-материалов, известные как гетероструктуры, создают высокоэффективные оптоэлектронные устройства со сверхбыстрым электрическим зарядом, которые можно использовать в нано-схемах, и они прочнее материалов, используемых в традиционных схемах.Различные гетероструктуры были созданы с использованием различных 2D-материалов, и при наложении различных комбинаций 2D-материалов создаются новые материалы с новыми свойствами.
Метод доктора Уилсона измеряет электронные свойства каждого слоя в стеке, позволяя исследователям установить оптимальную структуру для наиболее быстрой и эффективной передачи электрической энергии.Этот метод использует фотоэлектрический эффект для непосредственного измерения импульса электронов внутри каждого слоя и показывает, как это изменяется при объединении слоев.Способность понимать и количественно определять, как работают гетероструктуры из двухмерных материалов, а также создавать оптимальные полупроводниковые структуры, открывает путь для разработки высокоэффективных нано-схем, а также более компактных, гибких и более пригодных для носки устройств.Солнечная энергия также может быть революционизирована с помощью гетероструктур, поскольку атомно тонкие слои обеспечивают сильное поглощение и эффективное преобразование энергии с минимальным количеством фотоэлектрического материала.
Д-р Уилсон комментирует эту работу: «Очень интересно впервые увидеть, как взаимодействия между атомно тонкими слоями изменяют их электронную структуру. Эта работа также демонстрирует важность международного подхода к исследованиям; мы бы не стали смогли добиться этого без наших коллег из США и Италии ».Доктор Уилсон разработал методику в сотрудничестве с коллегами из теоретических групп Университета Уорика и Кембриджского университета, Вашингтонского университета в Сиэтле и источника света Элеттра недалеко от Триеста в Италии.
Чтобы понять, как взаимодействия между атомными слоями изменяют их электронную структуру, потребовались вычислительные модели, разработанные доктором Ником Хайном, также из Департамента физики Уорвика.