Слоистые материалы на атомном пределе, где электроны ограничены двумя измерениями, могут быть преобразованы в электронные структуры с уникальными оптическими, электронными и магнитными свойствами. Новые структуры являются испытательной площадкой для теорий физики низкоразмерных материалов, но на практике оптические манипуляции с электронным зарядом и магнитным порядком могут привести к новым режимам преобразования солнечной энергии и гибким, прозрачным вычислительным устройствам.Новый ультратонкий полупроводниковый материал состоит из трех атомных слоев в конфигурации «атомного сэндвича» со слоем атомов тяжелого металла между двумя слоями селена.
Материал является квазидвумерным, толщиной всего в три атома и проявляет уникальные свойства на стыках. Когда материал подвергается воздействию света и поглощает фотоны, создаются возбужденные электроны, которые остаются когерентно связанными уникальными способами с зарядовой «дырой», которую они оставили. Сложение двух «атомных бутербродов» дает связанные возбужденные зарядовые состояния через плоскую границу раздела с магнитным направлением или «спиновым состоянием», выравнивающимся для большой популяции электронов.
Сопутствующий результат той же исследовательской группы продемонстрировал метод совмещения края одного металлического слоя с краем второго, другого металлического слоя — линейная граница или «гетеропереход», а не более типичная плоская граница. Сконструированная электронная спиновая и зарядовая поляризация, а также перенос через или вдоль границы раздела, могут быть возможны, о чем свидетельствуют усиленные сигналы фотолюминесценции в этих положениях.Первичная поддержка со стороны Министерства энергетики Министерства энергетики США.
Некоторым студентам были предоставлены стипендии для аспирантов и докторантура (NSF, EPSRC, HEFCE и Cottrell Scholar Award). Некоторых исследователей поддержали Гонконгский совет по исследовательским грантам, Фонд Краучера, Исследовательский альянс научного города и Институт чистой энергии Вашингтонского университета.