新的结果显示二维材料的高可调性。

二维材料是一种在科学界一个菜鸟。他们是原子薄，可以表现出完全不同的电子和光的性质比他们的更厚，更传统的形式，所以研究人员涌向这一新兴领域寻找挖掘这些奇异的性状的方法。

从元器件到超薄、柔性太阳能电池板和显示屏的二维材料的应用范围，可能使用越来越多。但是由于它们的基本结构是微小的，所以它们可以制造和测量，并与其他材料相匹配。因此，虽然二维材料的研发正在兴起，但如何孤立、增强和操纵其最理想的品质仍有许多未知数。SMT贴片加工

现在，在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的一个科学小组（伯克利实验室）正是以前的一些模糊的性能测定钼硫化物，二维半导体材料也称为二硫化钼或二硫化钼。该小组还揭示了一种强大的调谐机制，以及它的电子和光学或与光有关的特性之间的相互关系。

最好将这样的单层材料制成的电子设备，工程师们想知道“带隙，这是最小的能量水平以使他们远离电子耦合的原子，让他们自由流动，通过材料的电流通过铜线。例如，通过吸收光向电子提供足够的能量，将材料转换成导电状态。

在物理评论快报杂志8月25日的报道，研究人员测量了单层硫化钼的带隙，这已被证明难以准确预测理论，并发现它是高于基于以前的实验预期约30%。他们还量化了带隙随电子密度的变化——这种现象称为带隙重整化。

“这项工作的最关键的意义在于找到这个带隙，”伯克利实验室的研究生伯克利和加利福尼亚大学的凯元耀说，他是这篇研究论文的主要作者。

”所有的光电设备工程师提供重要的指导。姚说：“他们需要知道带隙是什么“有序地将二维材料与设备中的其他材料和元件恰当地连接起来”。

获得直接带隙测量受到二维材料中所谓的“激子效应”的挑战，这种材料是由电子和电子“空穴”之间的强配对产生的——在电子存在的原子周围的空缺位置。这种效应的强度可以掩盖带隙的测量。

Nicholas Borys，一个项目的科学家在伯克利国家实验室分子铸造也参与这项研究，说研究还解决了如何调整在一个二维材料的光学和电学性质。

“我们的技术实力，和一个重要的里程碑，物理学界，是辨别这些光学和电子性能之间的关系，”Borys说。

该小组在分子铸造厂使用了一些工具，这是一个开放的科学机构，专门从事纳米材料的创建和探索。

研究人员采用的单层硫化钼研究分子的铸造技术，被称为光致发光激发（PLE）光谱，承诺将在达到材料的新应用，如超灵敏的生物传感器和更小的晶体管，也显示了同样的精确定位和操纵性能的其他二维材料的承诺，研究人员说。

研究小组测量了激子和带隙的信号，然后detangled这些单独的信号。科学家们观察到，光是由电子吸收的钼硫化物样品为他们调整电子塞进样品通过改变电压上一层电荷的硅钼硫化物坐在单层密度。

这张图片显示了一个轻微的“凸点”（红色箭头）在海图上的实验数据，揭示了在一个二维的材料称为钼硫化物带隙的测量。（信贷：伯克利实验室）

研究人员注意到，在他们的测量中有一个微小的“碰撞”，他们意识到这是对带隙的直接测量，通过一系列其他实验，他们的发现通过简单地调整材料中电子的密度来研究带隙如何容易调谐。

“可调性大程度真的打开人们的眼睛，”P. James Schuck说，在这个研究在分子成像和纳米结构的铸造设备操纵的导演是谁。

“因为我们可以看到两个带隙的边缘同时激子，我们可以相互理解独立和理解它们之间的关系，”舒克说，谁现在是在哥伦比亚大学。“事实证明，所有这些属性都是相互依赖的。”

凯元耀在伯克利实验室的分子铸造厂工作，用来帮助测量二维材料中的特性。（信贷：Marilyn Chung /伯克利实验室）

钼的硫化物，舒克还指出，“本土环境极为敏感，这使得它的应用范围是传感器的主要候选人。因为它对光学和电子效应都非常敏感，所以它可以把入射光转换成电子信号，反之亦然。

舒克说，研究小组希望利用在分子铸造一套技术来创建其他类型的单层材料和堆叠的二维层样品，并获得这些明确的带隙的测量，太。他说：“事实证明，还没有人知道这些其他材料的带隙。”。

该小组还利用纳米探针探测给定样品的电子行为。

Borys说，“我们当然希望这种子进一步研究其他二维半导体系统。”

分子铸造是美国能源部的科学用户设施，提供免费访问最先进的设备和纳米科学的多学科专长访问科学家。

在伯克利大学和伯克利实验室研究纳米科学研究所的研究人员从能量，从亚利桑那州国家大学也参加了这项研究，是由美国国家科学基金会的支持。

关于劳伦斯伯克利国家实验室

劳伦斯伯克利国家实验室通过推进可持续能源、保护人类健康、创造新材料、揭示宇宙的起源和命运，来应对世界上最紧迫的科学挑战。伯克利实验室于1931成立，其科学专长已获13项诺贝尔奖。加利福尼亚大学为美国能源部的科学办公室管理伯克利实验室。更多信息，访问www.lbl.gov。