Forscher fangen Lichtenergie mit nanoskaligen Moiré-Mustern

Physiker der Universität Twente haben gemeinsam mit internationalen Kollegen erstmals gezeigt, wie nanoskalige Moiré-Muster Lichtenergie einfangen können. Für die Studie wurden zwei nur drei Atome dicke Schichten Molybdändisulfid übereinandergelegt und die obere Schicht um zwei Grad gedreht.

Diese Anordnung erzeugte ein Moiré-Muster, das sich alle neun Nanometer wiederholt und die Wechselwirkung des Halbleitermaterials mit Licht verändert. Mithilfe einer neuartigen Methode mit einer atomar scharfen Nadel und präzise abgestimmtem Licht kartierten die Forscher die Stellen, an denen Exzitonen – Teilchenpaare, die die Lichtabsorption und -emission bestimmen – eingeschlossen werden.

Das Team stellte fest, dass sich verschiedene Exzitonenarten in unterschiedlichen Bereichen des Musters ansiedelten und in etwa zwei Nanometer großen Zonen gefangen blieben. Entscheidend ist, dass diese Methode bei Raumtemperatur und an realen Bauteilen funktioniert, im Gegensatz zu früheren Techniken, die oft extreme Kälte erforderten.

Die Forschung birgt Potenzial für die Entwicklung von ultrakleinen Lichtquellen, optischen Sensoren und zukünftigen Materialien, die eine präzise Steuerung von Lichtabsorption und Elektrizität im Nanoskalenbereich ermöglichen.