Control de las Propiedades Ópticas y Electrónicas de Materiales 2D

Fecha: 7 de marzo de 2017 a las 12 horas.
Lugar: Seminario del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear.
Ponente: Rafael Roldán (Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC, Cantoblanco, Madrid, España)

Resumen:
El control del gap electrónico a nivel local a través de ingeniería de tensiones [1] es una posibilidad muy interesante para ajustar las propiedades optoelectrónicas de materiales. Los materiales bidimensionales son excelentes candidatos para este propósito ya que pueden soportar extraordinarias deformaciones no homogéneas sin romperse: uno literalmente puede doblarlos y estirarlos como una hoja de papel. En esta charla haré una revisión de nuestros trabajos recientes en multicapas de MoS2 y fósforo negro (BP) sometidos a tensiones periódicas, que permiten modular sus propiedades optoelectrónicas [2,3]. Las medidas experimentales muestran un desplazamiento notable de los bordes de absorción óptica, que en el caso de fósforo negro pueden ser de hasta ~0.7 eV entre las regiones con tensión y las regiones con compresión. Nuestros resultados teóricos muestran que el llamado “efecto embudo”, esto es, la posibilidad de controlar el movimiento de excitones por medio de tensión no-uniforme [4], es mucho más grande en BP que en MoS2 y, crucialmente, es de signo opuesto. Mientras que el MoS2 los excitones se acumulan de forma isótropa alrededor de las zonas de máxima tensión, los excitones en fósforo negro son despedidos de tales regiones [5]. Este efecto inverso en BP es además muy anisótropo, con una dispersión mucho más pronunciada en una de las direcciones cristalográficas, dando lugar a un flujo de excitones altamente focalizado. Este efecto inverso podría ser de interés para el diseño de células solares que puedan absorber en un amplio rango de energía, ofreciendo nuevas posibilidades para la manipulación y captación de luz.

References
[1] R. Roldán, A. Castellanos-Gomez, E. Cappelluti and F. Guinea, J. Phys. Condens. Matter 27 (2015) 313201
[2] A. Castellanos-Gomez, R. Roldán, E. Cappelluti, M. Buscema, F. Guinea, H. SJ van der Zant and G. A. Steele. Nano Lett. 13 (2013) 5361
[3] J. Quereda, P. San-José, V. Parente, L. Vaquero-Garzon, A. J. Molina-Mendoza, N. Agraït, G. Rubio-Bollinger, F. Guinea, R. Roldán and A. Castellanos-Gomez. Nano Lett. 16 (2016) 2931
[4] J. Feng, X. Qian, C.-W. Huang and J. Li, Nat. Photon. 6 (2012) 866
[5] P. San-Jose, V. Parente, F. Guinea, R. Roldán and E. Prada, Phys. Rev. X 6 (2016) 031046