Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Beberapa studi eksperimental dan teoretis baru-baru ini mengungkapkan bahwa material dua dimensi (2D) merupakan kandidat yang menjanjikan untuk teknologi informasi berbasis seleksi derajat kebebasan elektron, spin, hingga valley, bergantung pada interaksinya dengan cahaya. Dalam hal ini, ada banyak material 2D yang perlu ditelusuri sifat elektronik dan sifat optiknya untuk mendapatkan polarisasi sifat fisis tertentu, terutama polarisasi valley yang terkait dengan seleksi derajat kebebasan keadaan elektron pada titik tertentu di ruang momentum. Melalui perhitungan first principles untuk monolayer α-Sb dan NbS2, kami memverifikasi kondisi material 2D yang dapat memiliki potensi untuk aplikasi valleytronics melalui polarisasi optik dari valley-nya. Penyerapan cahaya terpolarisasi melingkar oleh material dihitung melalui pendekatan dipol dengan menggunakan vektor dipol dan matriks elemen transisi optik. Kami menemukan bahwa elektron di valley yang berbeda pada zona Brillouin yang memenuhi simetri pembalikan waktu untuk monolayer α-Sb dan NbS2 dapat tereksitasi secara selektif oleh cahaya terpolarisasi melingkar kiri atau kanan. Khusus NbS2, intensitas maksimum polarisasi valley mencapai 100% di valley K atau K’ tergantung polarisasi cahaya melingkar (kanan atau kiri) yang diberikan. Selektivitas yang sangat baik ini diduga terkait erat dengan struktur kristal heksagon tertekuk (buckled) dengan ikatan polar yang dimiliki oleh NbS2 alih-alih struktur berkerut (puckered) dengan ikatan nonpolar dari α-Sb.

---

Recent experimental and theoretical studies revealed that two-dimensional (2D) materials are a promising candidate for information technology based on selectivity of electron, spin, and valley degrees of freedom under interaction with light. In this case, there are a lot of 2D materials whose electronic and optical properties need to be investigated so that we can obtain polarization of certain physical properties, especially valley polarization which is related to the selection rule of electronic excitation by light at a certain point (the so-called valley) in momentum space. By using first-principles calculations for monolayer α-Sb and NbS2, we verify some conditions for 2D materials that are potential for valleytronics applications utilizing the optical valley polarization. In this case, we need to calculate the absorption of circularly polarized light by the materials through the dipole approximation which gives the dipole vectors and optical transition matrix elements as the main quantities to be investigated. We found that electrons at the different valleys, which satisfy time-reversal symmetry, in the Brillouin zone of monolayer α-Sb and NbS2, can be selectively excited by left-handed or right-handed circularly polarized light. Specifically for NbS2, the maximum intensity of valley polarization can reach 100\% at the K or K’ valley depending on the given (left-handed or right-handed) circular polarization of light. We expect that such an excellent selectivity in NbS2 is closely related to its buckled hexagonal lattice and polar bonding, in contrast to the puckered lattice and nonpolar bonding in α-Sb. "

"Valley elektronik adalah nilai energi ekstrem dalam struktur pita suatu material, yang dalam kondisi tertentu dapat memberikan derajat kebebasan baru selain muatan dan spin. Dalam hal ini, bidang penelitian yang disebut valleytronics berfokus pada manipulasi dan pemanfaatan valley untuk aplikasi potensial dalam teknologi informasi dan perangkat elektronik. Dari banyak pilihan material, semikonduktor dua dimensi (2D) berjenis logam transisi dichalcogenides (TMDs) muncul sebagai kelas material yang potensial untuk valleytronics karena ketersediaan celah pita yang cukup besar pada dua posisi vektor gelombang yang tidak ekuivalen yang memiliki kerusakan simetri pembalikan waktu sekaligus inversi. Dalam penelitian ini, kami menyelidiki polarisasi valley optik pada material monolayer NbX2 (X = S, Se, Te) 2D, yang juga merupakan spesies TMD, dengan menghitung elemen matriks interaksi elektron-foton untuk eksitasi elektronik yang diinduksi oleh cahaya terpolarisasi sirkular. Dari perhitungan prinsip pertama beserta efek spin-orbit coupling (SOC), kami menemukan bahwa, meskipun monolayer NbX2 secara intrinsik adalah logam, elektron di valley K (atau K’) dapat dieksitasi secara selektif oleh cahaya terpolarisasi sirkular kiri (atau kanan). Dengan menyesuaikan posisi level Fermi dan energi laser agar beresonansi dengan celah pita di valley K (atau K’), secara teori dimungkinkan untuk mendapatkan polarisasi valley optik yang sempurna di valley K (atau K’) pada monolayer NbX2. Kami juga menemukan bahwa Berry’s curvature dari NbX2 adalah besaran yang berguna untuk menentukan polarisasi valley optik. Polarisasi valley optik berkorelasi dengan Berry’s curvature karena adanya efek SOC di NbX2. Hasil penelitian kami memperluas kelas material opto-valleytronics, tidak hanya terbatas pada semikonduktor tetapi juga mencakup logam.

---

Electronic valleys are the energy extrema in the band structure of a material, which, under a specific condition, can give a new degree of freedom beyond the charge and spin. In this regard, a research field called “valleytronics” focuses on the manipulation and utilization of the valley degree of freedom for its potential applications in information technology and future electronic devices. Of many materials, semiconducting two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) emerged as a potential class of materials for valleytronics due to the availability of sizable band gaps at two inequivalent, time-reversal, and inversion symmetry-broken wave vectors. In this work, we investigate the optical valley polarization in 2D monolayer NbX2 (X = S, Se, Te), a particular species of TMDs, by computing electron-photon interaction matrix elements for electronic excitations induced by circularly polarized light. From first-principles calculations with the spin-orbit coupling (SOC) effect, we find that, although monolayer NbX2 are intrinsically metallic, the electrons at the K (or K’) valleys can be excited selectively with left-handed (or right-handed) circularly polarized light. By adjusting the Fermi level position and laser energy to be resonant to band gaps at the K (or K’) valleys, it is theoretically possible to obtain perfect optical valley polarization at the K (or K’) valleys in monolayer NbX2. We also find that Berry’s curvature of NbX2 is a useful quantity to be analyzed for determining the optical valley polarization, i.e., the optical valley polarization correlates to Berry’s curvature due to the presence of strong SOC in NbX2. Our research results extend the class of opto-valleytronic materials, not only limited to semiconductors but also including metals."