Na łamach czasopisma Small opublikowano artykuł przedstawiający badania właściwości elektronicznych i eksytonowych atomowo cienkich warstw z nowo odkrytej rodziny związków MA2Z4, ze szczególnym uwzględnieniem ich nadzwyczajnej wrażliwości na zewnętrzne pole magnetyczne. Osiągnięcie to jest rezultatem pracy dra inż. Tomasza Woźniaka z PWr.

Materiały dwuwymiarowe (2D) od dłuższego czasu cieszą się dużym zainteresowaniem badaczy ze względu na ich unikalne właściwości, które mają duży potencjał w nowoczesnych zastosowaniach technologicznych. Szczególnie interesujące są związki o sześciokątnej sieci krystalicznej zawierające metale przejściowe. Dają one możliwość uzyskania tzw. spinowych i dolinowych stopni swobody, które są istotne w kwantowym przetwarzaniu informacji. Ten proces jest realizowany w sposób optyczny za pomocą ekscytonów - oddziałujących elektrostatycznie nośników ładunku. Główną metodą badania materiałów 2D jest wykorzystanie pomiarów optycznych w obecności zewnętrznego pola magnetycznego, które umożliwiają zrozumienie natury eksytonów oraz ich potencjalne zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach.

Ostatnio rodzina materiałów dwuwymiarowych została poszerzona o monowarstwy atomowe o sześciokątnej strukturze o wzorze MA2Z4. Spośród wielu możliwych materiałów o różnych właściwościach, dr Woźniak skupił się na grupie związków szczególnie interesujących z punktu widzenia dolinotroniki. Korzystając z zaawansowanych obliczeń kwantowych przeprowadzonych we współpracy z innymi naukowcami, odkrył nowe, wysokoenergetyczne eksytony o bardzo silnej wrażliwości na zewnętrzne pole magnetyczne. Są one potencjalnym rozszerzeniem możliwości urządzeń optoelektronicznych. Wyniki tych obliczeń stanowią podstawę do interpretacji pomiarów, które obecnie prowadzą współpracownicy dra Woźniaka na Katedrze Inżynierii Materiałów Półprzewodnikowych na Wydziale Podstawowych Problemów Techniki PWr oraz na Uniwersytecie Warszawskim.

Publikacja powstała we współpracy z Helmoltz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Technische Universitaet Dresden, Jacobs Universitaet Bremen i Universitaet Regensburg. 

Link do artykułu (open access): https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202206444