Comment la déformation change la lumière express
La lumière émise par de fines couches de semi-conducteurs peut être polarisée : ses ondes oscillent dans un même plan. On pensait auparavant que la direction des oscillations était imposée par l'éclairage de l'échantillon. Mais de nouvelles expériences avec deux couches de matériaux différents (WSe2 et WS2) ont montré autre chose : lors d'un refroidissement à des températures cryogéniques, la polarisation de la lumière ne change presque pas, quelle que soit la façon dont on éclaire.
Le coupable est la déformation du réseau cristallin. Même une faible tension ou compression brise la symétrie de la structure, et la lumière provenant de différentes zones de l'échantillon devient polarisée elliptiquement : ses ondes décrivent des ellipses. Loin de l'échantillon, ces ellipses s'annulent partiellement, mais pas complètement : il reste une polarisation linéaire notable. Une cartographie automatique avec résolution en polarisation et en spectres de diffusion Raman a montré un fort lien entre le degré de polarisation linéaire et les décalages locaux de fréquences causés par la déformation.
La régression linéaire a confirmé : les paramètres de déformation prédisent le mieux la polarisation observée. Ainsi, pour une lecture optique fiable dans les super-réseaux de moiré, il faut contrôler la déformation, et non la polarisation de la lumière excitatrice. Cette découverte offre un moyen simple et pratique de contrôler la lumière dans les futurs dispositifs optoélectroniques à base de matériaux bidimensionnels.
Les super-réseaux de moiré apparaissent lorsque deux couches avec des périodes légèrement différentes se superposent — comme deux peignes avec des espacements de dents différents créent un motif.