Charge and spin dynamics in two-dimensional semiconductors
| Promotie: | Dhr. R.R. (Rafael) Rojas Lopez |
| Wanneer: | 03 oktober 2023 |
| Aanvang: | 16:15 |
| Promotors: | prof. dr. ir. C.H. (Caspar) van der Wal, prof. dr. P.S.S. Guimarães, M.H. (Marcos) Diniz Guimaraes, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Eerste maatstaven voor de ladings- en spindynamiek in 2D halfgeleiders
Gelaagde tweedimensionale (2D) materialen hebben een van de meest veelbelovende gebieden in de vastestoffysica gecreëerd, omdat ze een breed scala aan fysische verschijnselen op nanoschaal te bieden hebben die geschikt zijn voor toegepaste en fundamentele natuurkunde. Halfgeleidende overgangsmetaal-dichalcogeniden (HOD's) behoren tot de meest bestudeerde gelaagde materialen vanwege hun directe bandkloof karakter met robuuste excitonische eigenschappen. Bovendien voorziet hun sterke spin-baankoppeling deze materialen van een rijke spin-gerelateerde natuurkunde die kan worden verkend in gebieden als de opto-spintronica.
Rafael Rojas Lopez bestudeerde optisch de ladings- en spindynamiek van halfgeleidende HOD's wanneer ze in contact zijn met galliumarsenide (GaAs) substraten en wanneer er een extern magnetisch veld wordt aangebracht. Rojas Lopez ontdekte dat wanneer halfgeleidende HOD's op GaAs worden geplaatst, er een ladingsoverdracht tussen hen plaatsvindt. Dit kan resulteren in de dissociatie of volledige overdracht van de excitonen van het ene materiaal naar het andere, wat kan worden gecontroleerd door de doping van het substraat te kiezen, of door verschillende HOD's zoals MoS2 of WSe2 te gebruiken.
Rojas Lopez bestudeerde ook de spindynamiek van enkellaags MoSe2 onder invoed van een extern magnetisch veld loodrecht op het monsteroppervlak. Hij observeerde dat het magnetische veld effectief de spindynamiek in de enkele laag kan beheersen, wat in overeenstemming is met een snelle overdracht van gaten tussen de valleistoestanden die aanwezig zijn in dit materiaal. Zijn resultaten bieden dus de eerste maatstaven voor de ladings- en spindynamiek in 2D halfgeleiders, afhankelijk van hun substraat en het aangelegde magnetische velden, wat hun toepassing in nieuwe apparaten mogelijk kan maken.
Rafael Rojas Lopez voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Fysica van Nano Devices. Financiering kwam voort uit een dubbele PhD in Brazilië en Groningen. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij Universidade Federal de Minas Gerais.