Atomien ja eksitonien twist

Chicagon yliopiston ja Shanxin yliopiston tutkijat ilmoittivat luoneensa uuden tavan käyttää lasereita "simuloimaan" erilaisia twistronisia materiaaleja.

Entuudestaan nämä tutkijat ovat suunnitelleet tapoja replikoida monimutkaisia kvanttimateriaaleja käyttämällä jäähdytettyjä atomeja ja lasereita tutkimuksissaan - joten he ajattelivat voivansa tehdä saman kierretylle kaksikerroksiselle järjestelmälle.

Tutkijat käyttivät rubidiumatomeja sekä jäähdyttivät ja järjestivät ne lasereilla kahdeksi päällekkäiseksi hilaksi. Sitten mikroaaltojen avulla autettiin kahta hilaa olemaan vuorovaikutuksessa keskenään.

Näin materiaaliin syntyi "supranestemäinen" - ominaisuus. Se avulla tutkijat havaitsivat atomeissa uudenlaisen supranesteen muodon, joka johtuu kyvystä säätää kahden hilan kiertokulmaa. Mikroaaltojen avulla voitiin hallita kahden hilan vuorovaikutusta. Samaan aikaan tutkijat pystyivät helposti kiertämään kahta hilaa lasereilla.

"Tämä tekee siitä erittäin joustavan järjestelmän", kertoo Chicagon Chen Chin. ”Jotkut ovat esimerkiksi halunneet tutkia siirtymistä kahden kerroksen yli kolmeen tai jopa neljään. Se olisi helppo tehdä kokoonpanollamme."

Myös Ludwig-Maximilians-Universitätin fyysikon Alexander Högelen johtama tutkimusryhmä tutkii uusia heterorakenteita ja moire-ilmiöitä.

"Työmme osoittaa, että naiivi käsitys täydellisestä moiré-kuviosta heterokaksikerroksisessa MoSe2-WSe2:ssa ei välttämättä pidä paikkaansa, etenkään pienillä kiertokulmilla. Siksi tähän mennessä havaitun fenomenologian tulkintaa joudutaan osittain tarkistamaan, Högele toteaa. Jaksottaisten moiré-kuvioiden sijasta löytyy lateraalisesti laajentuneita alueita, joilla ei esiinny moiré-interferenssiä.

Lisäksi on vyöhykkeitä, joilla on mielenkiintoisia kvanttimekaanisia vaikutuksia, kuten yksiulotteisia kvanttijohtoja tai kvasinollaulotteisia kvanttipisteitä. Nämä ovat mahdollisesti käyttökelpoisia kvanttiviestinnässä, joka perustuu spatiaalisesti lokalisoituihin eksitoneihin, joilla on yksittäisen fotoniemission ominaisuudet.

Eksitonit eli elektroni-aukko –parit ovat ominaisia erityyppisille atomirekistereille kaksikerroksisissa kideheterorakenteissa ja niitä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää tulevissa optoelektronisissa sovelluksissa.

Nämä eksitonit syntyvät puolijohtavissa siirtymämetallidikalkogenideissä valon absorption avulla ja muuttuvat takaisin valoksi. "Eksitonit toimivat siten valo-aineen vuorovaikutuksen välittäjinä puolijohdekiteissä", Högele sanoo.

Aiheesta aiemmin: