밸리자유도를 통해 전자를 제어하는 밸리트로닉스가 스핀트로닉스에 이어 차세대 정보처리 공학으로 주목받고 있다. 반전 대칭성이 없는 TMDC 물질은 브릴루앙 영역에서 축퇴되어 있지만 동등하지 않은 밸리를 갖고 있기 때문에, 이상적인 밸리트로닉 소자로써 활발한 연구대상이 되어왔다. 그러나 물질 내에 존재하는 다양한 ...
밸리자유도를 통해 전자를 제어하는 밸리트로닉스가 스핀트로닉스에 이어 차세대 정보처리 공학으로 주목받고 있다. 반전 대칭성이 없는 TMDC 물질은 브릴루앙 영역에서 축퇴되어 있지만 동등하지 않은 밸리를 갖고 있기 때문에, 이상적인 밸리트로닉 소자로써 활발한 연구대상이 되어왔다. 그러나 물질 내에 존재하는 다양한 탈 분극 메커니즘으로 인해 아직까지 높은 수준의 밸리 편광도를 달성하는데 어려움을 겪고 있으며, 이는 밸리트로닉을 활용한 상용화 소자 구현에 큰 장애물로 작용하고 있다. 본 연구에서는 높은 밸리 편광도를 달성한 두 가지 방법을 소개한다. 첫째로, 완전 공명 여기를 통해, 상온에서 80% 이상의 밸리 편광도를 관측한 결과를 소개한다. 이는 현재까지 상온에서 단일층 TMDC를 통해 보고된 밸리 편광도중 가장 높은 수치이며, 이러한 높은 밸리 편광도는 4 K에서 상온에 이르기까지 일정하게 유지된다. 이것은 밸리 편광도에 실제 시료의 온도보다 초과에너지의 크기가 더욱 큰 영향을 미친다는 점을 시사한다. 둘째로, 3R-이중층 시료가 단층보다 우수한 밸리 편광도를 보인다는 점을 밝히며, 간단하게 3R-이중층 시료를 제작하는 방법을 제시한다. 이로부터 다양한 밸리트로닉스 연구에 응용될 수 있는 3R-이중층 시료의 장점을 알리고, 나아가 밸리의 탈분극 메커니즘을 완화하는 새로운 방식을 제안한다.
밸리 자유도를 통해 전자를 제어하는 밸리트로닉스가 스핀트로닉스에 이어 차세대 정보처리 공학으로 주목받고 있다. 반전 대칭성이 없는 TMDC 물질은 브릴루앙 영역에서 축퇴되어 있지만 동등하지 않은 밸리를 갖고 있기 때문에, 이상적인 밸리트로닉 소자로써 활발한 연구대상이 되어왔다. 그러나 물질 내에 존재하는 다양한 탈 분극 메커니즘으로 인해 아직까지 높은 수준의 밸리 편광도를 달성하는데 어려움을 겪고 있으며, 이는 밸리트로닉을 활용한 상용화 소자 구현에 큰 장애물로 작용하고 있다. 본 연구에서는 높은 밸리 편광도를 달성한 두 가지 방법을 소개한다. 첫째로, 완전 공명 여기를 통해, 상온에서 80% 이상의 밸리 편광도를 관측한 결과를 소개한다. 이는 현재까지 상온에서 단일층 TMDC를 통해 보고된 밸리 편광도중 가장 높은 수치이며, 이러한 높은 밸리 편광도는 4 K에서 상온에 이르기까지 일정하게 유지된다. 이것은 밸리 편광도에 실제 시료의 온도보다 초과에너지의 크기가 더욱 큰 영향을 미친다는 점을 시사한다. 둘째로, 3R-이중층 시료가 단층보다 우수한 밸리 편광도를 보인다는 점을 밝히며, 간단하게 3R-이중층 시료를 제작하는 방법을 제시한다. 이로부터 다양한 밸리트로닉스 연구에 응용될 수 있는 3R-이중층 시료의 장점을 알리고, 나아가 밸리의 탈분극 메커니즘을 완화하는 새로운 방식을 제안한다.
Valleytronics, which manipulates electrons through valley degrees of freedom, is attracting attention as next-generation information processing engineering following spintronics. TMDC materials without inversion symmetry have been actively studied as an ideal valleytronic devices since they have deg...
Valleytronics, which manipulates electrons through valley degrees of freedom, is attracting attention as next-generation information processing engineering following spintronics. TMDC materials without inversion symmetry have been actively studied as an ideal valleytronic devices since they have degenerate but nonequaivalent valleys in the Brillouin zone. However, it is still difficult to achieve a high degree of valley polarization due to various depolarization mechanisms existing in the material, and this is a major obstacle to realization of commercial valleytronic devices. In This study, we introduce two approches for achieving high degree of valley polarization. First, we reported that the B-exciton in monolayer MoS2 ¬showed a valley polarization of 80% at room temperature under a near perfect resonance excitation. This is the highest value among the valley polarizations of monolayer TMDC reported at room temperature so far, and this high degree of valley polarization remained constant from 4 K to room temperature. This suggests that the excess energy has a greater effect on the valley polarization rather than the actual sample temperature. Second, we reported that the 3R-bilayer MoS2 showed improved valley polarization compared to the monolayer, and presented a facile method for preparing the 3R-bilayer sample. From this, we proposed a new method to alleviate the depolarization mechanism with announce the advantages of 3R-bilayer samples that can be applied to various valleytronics studies.
Valleytronics, which manipulates electrons through valley degrees of freedom, is attracting attention as next-generation information processing engineering following spintronics. TMDC materials without inversion symmetry have been actively studied as an ideal valleytronic devices since they have degenerate but nonequaivalent valleys in the Brillouin zone. However, it is still difficult to achieve a high degree of valley polarization due to various depolarization mechanisms existing in the material, and this is a major obstacle to realization of commercial valleytronic devices. In This study, we introduce two approches for achieving high degree of valley polarization. First, we reported that the B-exciton in monolayer MoS2 ¬showed a valley polarization of 80% at room temperature under a near perfect resonance excitation. This is the highest value among the valley polarizations of monolayer TMDC reported at room temperature so far, and this high degree of valley polarization remained constant from 4 K to room temperature. This suggests that the excess energy has a greater effect on the valley polarization rather than the actual sample temperature. Second, we reported that the 3R-bilayer MoS2 showed improved valley polarization compared to the monolayer, and presented a facile method for preparing the 3R-bilayer sample. From this, we proposed a new method to alleviate the depolarization mechanism with announce the advantages of 3R-bilayer samples that can be applied to various valleytronics studies.
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