Disulfuro de molibdeno: avance de los emisores cuánticos en materiales 2D

El disulfuro de molibdeno (MoS2), un lubricante de alto rendimiento comúnmente utilizado en motores y turbinas, ha llamado la atención por su potencial en la ciencia y la tecnología de materiales. El MoS2, junto con otros dichoslcogenuros de metales de transición (TMD), se consideran actores clave en el campo de los materiales bidimensionales (2D). Estos materiales 2D, con sus propiedades únicas, son prometedores para aplicaciones en nanocomputadoras, circuitos integrados y tecnología de la información cuántica.

Los investigadores de Empa se centran ahora en investigar los defectos atómicos de los TMD, específicamente el MoS2, y su potencial como emisores cuánticos. Estos emisores, que interconectan los espines de los electrones y los fotones, son vitales para el procesamiento y la transmisión de información cuántica. El equipo tiene como objetivo caracterizar los defectos y explorar sus propiedades electrónicas y ópticas con un microscopio de efecto túnel de barrido ultrarrápido a nanoescala.

Las imágenes precisas y el análisis de defectos en MoS2 son cruciales para comprender los procesos dinámicos a escala atómica. El equipo tiene como objetivo detectar e investigar defectos con una precisión de hasta un angstrom y registrar excitaciones electrónicas con una resolución temporal de un picosegundo.

La configuración experimental consta de dos mitades: un microscopio de efecto túnel para escanear la superficie atómica y colocar la punta en un sitio defectuoso, y un láser infrarrojo que genera pulsos láser cortos para excitar electrones en la capa de MoS2. Luego se analiza la respuesta del sitio del defecto al pulso de excitación para estudiar los procesos de decoherencia y la transferencia de energía.

El investigador de Empa, Bruno Schuler, y su equipo han logrado avances significativos en su configuración experimental, conectando las dos mitades del sistema y midiendo con éxito las corrientes inducidas por ondas de luz. Estos avances marcan un hito importante en el avance del proyecto.

La investigación cuenta con financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) a través de una subvención inicial del ERC. Con la investigación continua y los avances en la comprensión de los defectos atómicos en MoS2 y otros materiales 2D, el potencial para futuras aplicaciones en tecnología cuántica y nanoelectrónica es prometedor.