단층 전이금속 다르코게나이드에 원편광을 가하면, 우회전 또는 좌회전으로 돌리는 2종류의 여기자를 생성할 수 있다.이 여기자의 밸리라고 불리는 에너지의 골짜기와 같은 상태를 디지털 정보 처리의 0과 1에 대응시켜 이용하는 개념을 「옵토발레이트로닉스」라고 하며, 빠르고 에너지 절약적인 광전자 디바이스를 실현할 수 있어 최근 세계적으로 주목받고 있다.

　옵토발레이트 로닉스를 실현하기 위해서는 밸리의 상태를 충분한 시간 유지할 수 있는 것이 필요하지만, 실제로는 매우 단시간에 잃어버리고, 그 메커니즘도 불명한 것이 해결해야 할 큰 과제이다 했다.

　본 연구에서는 대표적인 전이금속 다이칼코게나이드인 XNUMX셀렌화 텅스텐을 모델로 밸리 상태의 유지 시간이 저온 조건에서는 온도 상승과 함께 짧아져 가는 것, 또한 이러한 성질이 주로 여기자의 중심 운동량과 도핑된 전자의 밀도에 따라 결정된다는 메커니즘을 발견했다.그리고, 이 메카니즘의 이해에 기초하여, 밸리 상태의 유지 시간을 연장하는 방향으로 여기자의 운동량과 도핑된 전자의 밀도를 제어한 구조를 제작한 결과, 예측한 대로 증강할 수 있었다고 한다. .

　이번 성과는 한 번 만든 엑시톤의 밸리 상태가 잃어버리는 메커니즘을 밝힌 다음, 밸리 상태를 어느 정도 제어하는 ​​재료 공학적인 지침도 제공하는 것으로, 미래의 고속 에너지 절약 광 정보 디바이스 실현으로 이어질 것으로 기대되고 있다.

논문 정보:【Nature Communications】Evidence for line width and carrier screening effects on excitonic valley relaxation in 2D semiconductors