概要：
MoiréSuperlatticesは、わずかなねじれまたは不整合を備えた2層以上の材料を積み重ねることによって形成された人工的に設計された材料であり、前例のない方法で光と電子を操作するための強力なプラットフォームとして浮上しています。これらのデザイナー資料は、モアレパターンの相互作用に起因する顕著な電子的および光学的特性を示し、フォトニクスとオプトエレクトロニクスを進めるための新しい可能性を開きます。この記事では、これらの分野でのMoiré超格子の例外的な特性と有望なアプリケーションについて説明します。
はじめに：
従来の半導体材料は、何十年もの間、最新の電子機器とオプトエレクトロニクスの基礎として機能してきました。ただし、そのパフォーマンスと機能は、本質的な特性によって制約されています。一方、MoiréSuperlatticesは、材料の正確なスタッキングを通じて人工的な周期性と対称性を導入することにより、新しい自由度を提供します。 Moiréパターンを慎重に工学することにより、科学者はこれらの材料の電子バンド構造と光学反応を調整し、画期的な現象とデバイスにつながることができます。
MoiréSuperlatticesの基礎：
MoiréSuperlatticesは、わずかなひねりまたは不整合で2つの材料を積み重ねることによって作成されます。これにより、格子構造が重複し、干渉する周期的なパターンが形成され、独自の電子的および光学的特性が生じます。モイアパターンは、材料間のツイスト角、層の数、格子の不一致を変化させることで制御できます。
電子プロパティ：
スーパーラティスのモイアパターンは、新しいエネルギーバンドを導入し、国家の電子密度を変更します。これにより、例外的な輸送および光学特性を示すフラットバンドやディラックフェルミオンなどの相関した電子状態が出現します。これらのユニークな電子プロパティは、高温超伝導体、高モビリティトランジスタ、量子コンピューティングアーキテクチャなど、新しい電子デバイスを実現するために重要な意味を持ちます。
光学特性：
MoiréSuperlatticesは、Moiréによる潜在的な景観が存在するため、強い光と物質の相互作用を示します。これらの潜在的な景観は、光を閉じ込めて、光子と励起子の間の強い結合に起因する準粒子、励起子のポリトンを引き起こす可能性があります。 MoiréSuperlatticesのExciton Polaritonsは、長寿命、低い質量、強力な非線形相互作用を示し、ナノフォトニクス、ポラリトンレーザー、および非線形光学のアプリケーションを有望にします。
フォトニクスおよびオプトエレクトロニクスのアプリケーション：
MoiréSuperlatticesは、さまざまなフォトニクスおよびオプトエレクトロニクスアプリケーションに関心のある急増を引き起こしました。これらには以下が含まれます：
1。超高速光検出器： MoiréSuperlatticesを使用して、光吸収の強化と速いキャリア輸送のために、非常に高い感度と速度で光検出器を設計できます。
2。ポラリトンレーザー： MoiréSuperlatticesにおける強い光と物質の相互作用により、自由キャリアの代わりに励起子ポラリトンに基づいて動作するPolaritonレーザーの実現が可能になります。これらのレーザーは、超低閾値、高効率、および調整可能な放射波長を提供します。
3。非線形光学： MoiréSuperlatticesは、モアレの潜在的な景観内の光の閉じ込めと相互作用により、強化された非線形光学応答を示します。これにより、効率的な周波数変換、パラメトリック増幅、および超高速非線形スイッチングが可能になります。
4。量子光源： MoiréSuperlatticesは、量子通信、量子コンピューティング、および量子センシング技術に不可欠なコンポーネントである絡み合った光子と単一光子エミッターを生成するためのプラットフォームを提供します。
結論：
MoiréSuperlatticesは、フォトニクスとオプトエレクトロニクスの強力な新しいパラダイムを表しています。 Moiréパターンを正確に工学することにより、科学者は従来の材料を超越する並外れた電子的および光学的特性のロックを解除できます。 MoiréSuperlatticesのユニークな特性は、超高速検出器、ポラリトンレーザー、非線形光学要素、量子光源など、幅広い次世代デバイスへの道を開きます。研究がこれらのデザイナー資料の最大限の可能性を掘り下げ続けているため、MoiréSuperlatticesは、将来のフォトニックおよびオプトエレクトロニック技術に革命をもたらすための計り知れない約束を保持しています。
