Ученые из Тель-Авивского университета создали новый метод для изучения распространения экситонных поляритонов в полупроводниках.
Экситоны, электрически нейтральные квазичастицы, обладают необычными свойствами. Существуют только в полупроводниках и изоляторах, легко получаются в двумерных материалах толщиной несколько атомов, таких как углерод и молибденит. При объединении этих материалов проявляют квантовые свойства, отсутствующие у каждого по отдельности.
Исследователи Тель-Авивского университета изучили генерирование и распространение экситонов в двумерных материалах с необычайной точностью во времени и пространстве. Работу возглавили профессор Хаим Суховский и доктор Майл Мрежен. опубликовано в журнале Science Advances.
«Новая технология визуализации фиксирует движение частиц за малый период времени и в нанометровых масштабах», — отмечает Мрежен. – «Этот инструмент может быть полезен для изучения реакции материала в первых моментах воздействия на него светом».
«Такие материалы можно использоватьЧтобы существенно замедлить свет для его управления или даже хранения — свойства, пользующиеся высоким спросом в коммуникациях и квантовых компьютерах на основе фотоники, — говорит профессор Суховский. С точки зрения возможностей инструмента это «проявление силы» открывает новые пути для визуализации и манипуляций ультрабыстрой реакцией многих материальных систем в других режимах спектра, таких как средний инфракрасный диапазон, где обнаруживается колебание многих молекул.
Ученые разработалиОтмечалась уникальная пространственно-временная техника на фемтосекундно-нанометрическом уровне, а также наблюдали экситон-поляритонную динамику в диселениде вольфрама — полупроводнике — при комнатной температуре.
Экситонно-поляритоновая волна — квантовое явление, возникающее при взаимодействии света и вещества. В исследованном материале её скорость распространения была примерно одним процентом от скорости света. пройти всего несколько сотен нанометров.
Мы понимали, что имеем в руках уникальный инструмент для характеристики материалов, а двумерные образцы являлись отличными кандидатами для изучения необычного поведения на сверхбыстрых и сверхмалых пересечениях. Материал — диселенид вольфрама — обладает большой прикладной ценностью, поскольку поддерживает совмещенные состояния света и материи в очень ограниченных измерениях — до толщины в один атом — при комнатной температуре и в видимом спектре.