Marburger Physiker haben aufgekl\u00e4rt, wie Legierungen die optisch-elektrischen Eigenschaften von 2D-Halbleitern ver\u00e4ndern. Unordnung l\u00e4sst Monoschichten anders leuchten.
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\nMischungen mehrerer Elemente erh\u00f6hen die Unordnung in hauchd\u00fcnnen Halbleitern, wobei sich deren optisch-elektrische Eigenschaften ver\u00e4ndern. Das hat eine Forschungsgruppe aus der Physik herausgefunden, indem sie Halbleiter mittels Photolumineszenz untersuchte. Das Team um Prof. Dr. Martin Koch von der Philipps-Universit\u00e4t berichtet \u00fcber seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Advanced Energy Materials“.
\nDas Legieren von Halbleitern wird h\u00e4ufig verwendet, um die gew\u00fcnschten Materialeigenschaften f\u00fcr Ger\u00e4teanwendungen zu erhalten. „Dies erm\u00f6glicht eine breite Palette von m\u00f6glichen Anwendungen in der Nanoelektronik und Optoelektronik“, erkl\u00e4rte Kochs Mitarbeiter Dr. Hilary Masenda als Leitautor des wissenschaftlichen Aufsatzes. „Der Preis daf\u00fcr ist die zus\u00e4tzliche Unordnung, die durch das Legieren verursacht wird.“
\nDas Team untersuchte hauchd\u00fcnne Mischkristalle. Diese sogenannten „MD-Monolagen“ bestehen aus \u00dcbergangsmetallen wie Wolfram oder Molybd\u00e4n sowie dem Element Selen, einem Chalkogen alsErzbildner. Dabei ist eine Schicht aus \u00dcbergangsmetall-Atomen zwischen zwei Schichten aus Selen eingebettet.
\n„Solche zweidimensionalen Materialien besitzen ein gro\u00dfes Anwendungspotenzial f\u00fcr extrem d\u00fcnne elektronische Bauteile“, legte Koch dar, der die Forschungsarbeiten leitete. Um zu optimierten Prozessen zu gelangen, m\u00fcsse man aber die Unordnung ber\u00fccksichtigen.
\nWas passiert, wenn das Material nicht nur eines der \u00dcbergangsmetalle enth\u00e4lt, also entweder Molybd\u00e4n oder Wolfram, sondern beide Elemente? Um das herauszufinden, ma\u00df die Forschungsgruppe erstmals die Photolumineszenz in einer solchen TMD-Legierung. Die Ergebnisse wurden mit Daten verglichen, die von Monolagen mit nur einem \u00dcbergangsmetall-Element stammen.
\n„Wieviel Unordnung in einem Material herrscht, sieht man an der Lumineszenz“, erl\u00e4uterte Koch. Dabei zeigt sich, dass der Halbleiter andere optisch-elektronische Eigenschaften aufweist, wenn er aus drei anstelle von zwei Elementen besteht. Computersimulationen legen nahe, dass das auf zuf\u00e4lligen Unterschieden in der Verteilung der chemischen Bestandteile beruht.
\n„Die Ladungstr\u00e4ger, die einen elektrischen Strom in dem Material erzeugen, haben eine andere Beweglichkeit, wenn mehr Unordnung herrscht“, f\u00fchrte Koch aus. „In einer sanften H\u00fcgellandschaft f\u00e4hrt man ja auch anders als in einer Salzw\u00fcste!“
\nKoch lehrt Physik an der Philipps-Universit\u00e4t und leitet die Arbeitsgruppe „Halbleiterphotonik“. Erstautor Dr.Hilary Masenda verst\u00e4rkt Kochs Arbeitsgruppe derzeit als Georg-Forster-Forschungsstipendiat der Alexander-von-Humboldt-Stiftung.
\nNeben ihm und seinen Mitarbeitern beteiligten sich auch der Marburger Physiker Prof. Dr. Florian Gebhardmit seinem Team sowie der K\u00f6lner Chemiker Prof. Dr. Klaus Meerholz an der Fachver\u00f6ffentlichung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und weitere F\u00f6rdereinrichtungen haben die wissenschaftliche Arbeit unterst\u00fctzt. <\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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