Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont observé une vague de densité de charge (CDW) à tuns de dopage dans un semi-conducteur unique, le chrome (III) (CR)2SE3), étendant le phénomène CDW des métaux aux semi-conducteurs dopés.
Les CDW sont intrigants des modèles électroniques largement observés dans les chalcogénides métalliques bidimensionnels métalliques (2D) (TMC). L'étude de CDW donne un aperçu des ordres émergents dans les matériaux quantiques, où les corrélations électroniques jouent un rôle non négligeable. Cependant, la plupart des TMC signalés présentant du CDW sont des métaux intrinsèques, et le réglage de leur densité de porteuse est principalement accompli par intercalation ou substitution atomique. Ces approches peuvent introduire des impuretés ou des défauts qui compliquent la compréhension des mécanismes sous-jacents.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Chen Wei du Département de physique et du Département de chimie de NUS, synthétisé par une seule couche semi-conductrice2SE3 et a démontré le phénomène CDW à l'aide de la microscopie à tunneling à balayage (STM).
Contrairement aux TMC métalliques 2D précédemment signalés, CDW en Cr semi-conducteur2SE3 Peut être réglé de manière propre et réversible via le dopage de transfert de charge de surface, sans introduire des impuretés étrangères.
Ce travail de recherche a été réalisé en collaboration avec le professeur Zheng Feipeng de l'Université Jinan, en Chine.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans Avancées scientifiques.
À des températures très basses, les électrons de ce matériau s'organisent naturellement en de minuscules « patchs » de densité supérieure et plus faible, un modèle appelé ordre de charge, similaire aux ondulations ou à un damier de charge.
Les chercheurs ont vu ces modèles en utilisant la microscopie à tunnels à balayage et ont montré que le réseau cristallin se déforme légèrement lorsque le motif apparaît, qui sont des caractéristiques d'un état ordonné de charge.
Ils ont constaté que le motif peut être contrôlé par le «dopage». Le retrait des électrons (dopage des trous) éteint le motif tout en ajoutant des électrons (dopage d'électrons) rend le motif plus fort et plus régulier, formant un motif de 3√3 par 3√3 soigné et répété.
L'un des auteurs, le Dr Duan Sisheng, a déclaré: « En raison de sa nature semi-conductrice, le CDW en 2d CR2SE3 Peut être réglé à la fois à l'électron et au dopage des trous. Cela suggère des applications potentielles de dispositif pour la manipulation extrinsèque de phases électroniques corrélées. «
« En fait, 2d CR2SE3 est également antiferromagnétique. Un CDW accordable à dopage dans un antiferromagnet 2D offre une plate-forme pour comprendre l'interaction entre le magnétisme, l'ordre de charge et la corrélation d'électrons « , a ajouté le professeur Chen.
