Наука и технологии

Изучение динамики экситонов позволит улучшить будущую электронику

Работа доцента химических и биотехнологий Политехнического института Ренсселера (штат Нью-Йорк), Суфэй Ши (Sufei Shi), исследовавшего взаимодействие света с атомарно тонкими слоями полупроводников, расширяет наше понимание динамики многочастичный экситонных комплексов. Экситоны — квазичастицы, состоящие из электронов и дырок, обладают особой квантовой степенью свободы — «долинным спином» (valley spin).


Он аналогичен спину электрона, и, наряду с ним, является перспективным кандидатом на использование в квантовых вычислениях и для хранения информации.

 

В статье, которая вышла в журнале Nature Communications 13 сентября, Ши рассматривает такие двумерные квантовые материалы, как графен, дихалькогениды переходных металлов (TMD) и топологические изоляторы. Результаты этого исследования могут привести к новым приложениям электроники и оптоэлектроники, включая новые способы улавливания солнечной энергии, новые типы лазеров и квантовых сенсоров.

Оптическое возбуждение монослой TMD приводит к генерированию прочно связанных пар электрон-дырка, вместо свободных электронов и дырок в обычных полупроводниках. При увеличении плотности экситонов, они объединяются с образованием четырёх- и даже пятичастичных комплексов. Такие комплексы лучше сохраняют свойства долинного спина, чем индивидуальные экситоны, поэтому они интереснее с практической точки зрения.

«Теперь, впервые мы выявили истинное биэкситонное состояние, уникальный четырёхчастичный комплекс, реагирующий на свет, — пишет Ши. — Мы также выяснили природу заряженного биэкситона, комплекса из пяти частиц».

Команда Ши разработала методику изготовления опытных образцов высокой степени чистоты, необходимых для выявления этого уникального взаимодействия света с веществом. Эти образцы делали, составляя многочисленные слои атомарно тонких материалов (графена, нитрида бора, диселенида вольфрама), удерживаемые вместе силами Ван дер Ваальса.

Итоговая статья была подготовлена при участии учёных Национальной лаборатории интенсивного магнитного поля в Таллахасси (штат Флорида) и Национального института материаловедения (Япония).

источник

МИР ВОКРУГ на GOOGLE PLAY

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s