이황화 몰리브덴: 2D 재료의 양자 방출기 발전

Jul 21, 2023

엔진과 터빈에 일반적으로 사용되는 고성능 윤활제인 이황화 몰리브덴(MoS2)은 재료 과학 및 기술 분야에서 잠재력으로 주목을 받아 왔습니다. MoS2는 다른 전이금속 디칼코게나이드(TMD)와 함께 2차원(2D) 재료 분야의 핵심 플레이어로 간주됩니다. 고유한 특성을 지닌 이러한 2D 재료는 나노컴퓨터, 집적 회로 및 양자 정보 기술 분야에 응용될 가능성이 높습니다.

Empa의 연구원들은 현재 TMD, 특히 MoS2의 원자 결함과 양자 방사체로서의 잠재력을 조사하는 데 주력하고 있습니다. 전자 스핀과 광자 사이를 연결하는 이러한 방출체는 양자 정보 처리 및 전송에 필수적입니다. 연구팀은 나노 규모의 초고속 주사 터널링 현미경을 사용하여 결함을 특성화하고 전자 및 광학 특성을 탐색하는 것을 목표로 합니다.

MoS2의 결함에 대한 정확한 이미징 및 분석은 원자 규모의 동적 프로세스를 이해하는 데 중요합니다. 팀의 목표는 1옹스트롬까지의 정확도로 결함을 감지 및 조사하고 1피코초의 시간 분해능으로 전자 여기를 기록하는 것입니다.

실험 설정은 원자 표면을 스캔하고 팁을 결함 부위에 위치시키는 주사 터널링 현미경과 MoS2 층에서 전자를 여기시키기 위해 짧은 레이저 펄스를 생성하는 적외선 레이저의 두 부분으로 구성됩니다. 그런 다음 여기 펄스에 대한 결함 부위의 응답을 분석하여 결맞음 과정과 에너지 전달을 연구합니다.

Empa 연구원 Bruno Schuler와 그의 팀은 시스템의 두 부분을 연결하고 광파 유도 전류를 성공적으로 측정하는 실험 설정에서 상당한 진전을 이루었습니다. 이러한 발전은 프로젝트 발전의 중요한 이정표가 됩니다.

이 연구는 ERC 시작 보조금을 통해 유럽 연구 위원회(ERC)의 자금 지원을 받습니다. MoS2 및 기타 2D 재료의 원자 결함을 이해하기 위한 지속적인 연구와 발전을 통해 양자 기술 및 나노전자공학의 미래 응용 가능성은 유망합니다.