Preboj v kvantnih raziskavah: odkrita žareče kvazi delce!

Preboj v kvantnih raziskavah: odkrita žareče kvazi delce!

Würzburg, Deutschland - Raziskovalna skupina grozda odličnosti CT.QMAT je dosegla pomemben napredek pri pregledu optičnih kvazi delcev. Prvič so bili v antiferromagnetnem kvantnem materialnem materialu kromij-sulfid bromid (CRSBR) dokazani optični kvazi delci, znani tudi kot ekscitoni. Ti rezultati so bili objavljeni v priznanem reviji naravoslovje . Vodstvo ekipe je bilo s prof. Aleksejem Chernikov, ki je specializiran za ultra hitra mikroskopijo.

Exzitoni nastanejo, ko lahek impulz spodbudi elektron in ostane pozitivna "luknja". Ti kvazi delci so osrednjega pomena za osvetlitev, sevanje ter upravljanje z energijo in kvantno. Exzitone običajno najdemo v nemagnetnih materialih; Vendar novo odkrit CRSBR s kombiniranimi magnetnimi in polprevodniškimi lastnostmi ponuja novo okolje za vašo preiskavo. Šibka van der Waals se vez med kristalnimi plastmi omogoča tudi proizvodnjo ultra-majhnih plasti.

posebne lastnosti CRSBR

Magnetni trenutki plasti v CRSBR se preprečijo pri nizkih temperaturah. Ta magnetni vrstni red vpliva na strukturo ekscitonov, ki omogoča njihovo manipulacijo skozi zunanja magnetna polja. S pomočjo optičnih metod bi lahko ekscitone postavili vidni v posameznih atomskih plasteh, ki odražajo svetlobo na površini materiala v drugačni barvi kot znotraj. Raziskovalci so dosegli ponovljive rezultate različnih vzorcev in merilnih naprav, tako v Dresdnu kot v New Yorku.

Rezultati kažejo, da lahko ekscitoni prihranijo svetlobno energijo in se premikajo skozi material, ki sprošča energijo kot svetlobo, ko se raztopijo. To odkritje ima velik potencial za razvoj optičnih lastnosti nanomaterialov, ki bi jih lahko uporabili v prihodnjih tehnologijah za shranjevanje in prevoz informacij.

kvantni pojavi in ​​prihodnje aplikacije

Poleg tega odkritja so znanstveniki pokazali nenavaden kvantni pojav znotraj skupine Würzburg Dresden Excellence Ct.qmat, v katerem se ekscitoni v istočasno premikajo v nasprotne smeri. Ti rezultati so bili objavljeni v reviji Fizični pregledni pismi . Profesor Chernikov in njegova ekipa sta to vedenje postala vidna z uporabo ultra hitre mikroskopije pri izjemno nizkih temperaturah.

V jedrskih plasteh so ekscitoni stabilni od približno -268 ° C do sobne temperature. Ta odkritja postavljajo temelje za potencialne aplikacije v novih laserskih virih, svetlobnih senzorjih in sončnih celicah, pa tudi gradnikov za kvantne računalnike. Teoretično delo Mihaila M. Glazova opisuje tudi, saj Exzitoni delujejo na obročni poti, pojav, ki se ne pojavlja v klasični fiziki.

Vloga grozda odličnosti Ct.qmat

The Excellence Cluster Ct.qmat, ki ga od leta 2019 podpirata univerza Julius Maximilians Würzburg in TU Dresden, združuje več kot 300 raziskovalcev: znotraj več kot 30 držav. Mednarodno sodelovanje vključuje znanstvenike: znotraj ZDA, Velike Britanije, Nizozemske in Češke. Glavni cilj grozda je raziskovanje topoloških kvantnih materialov v ekstremnih pogojih, ki jih podpira zvezna in državna strategija odličnosti. Ta raziskava je še vedno na začetku in obljublja vznemirljive perspektive za kvantne raziskave.

Kot del CT.QMAT je bila realizirana tudi prva generacija ekscitonov v topološki izolaciji. This research result opens up new possibilities for light-controlled computer chips and quantum technologies, which was recorded in the magazine Nature Communications . Exzitone bi lahko uporabili kot nosilce informacij za komponente, ki jih nadzorujejo svetlobi, medtem ko interakcije med svetlobo in ekscitoni odpirajo novo dimenzijo kvantne računalniške arhitekture