Kuvia eksitoni-polaritoneista

12.06.2017

Iowa-kvasipartikkeleiden-kuvaus-300-t.jpgIowa State Universityssä tutkijat ovat ensimmäistä kertaa esittäneet todellisia tilannekuvia eksitoni-polaritoneista. Aiemmissa tutkimushankkeissa on käytetty kokeellista spektroskopiaa esittämään eksitoni-polaritoneja esimerkiksi resonanssihuippuina tai kuoppina optisessa spektrissä.

Eksitoni-polaritonit ovat yhdistelmä valoa ja ainetta. Kuten kaikki näennäishiukkaset, ne on luotu kiinteiden sisällä ja niillä on fyysiset ominaisuudet, kuten energia ja liikemäärä.

Eksitoneja voi muodostua, kun valo absorboituu puolijohteeseen. Kun eksitonien pariutuvat voimakkaasti fotonien kanssa, ne luovat eksitoni-polaritoneja.

Viime vuosiin asti, useimmissa tutkimuksissa kvasipartikkeleita on havaittu vasta äärimmäisen kylmissä lämpötiloissa noin -450 celsiusta.

Mutta Fei ja hänen tutkimusryhmänsä työskenteli huoneenlämpötilassa skannaavalla lähikenttäoptisella mikroskoopilla kampuksen labrassa ottaen nano-optisia kuvia kvasipartikkeleista.

Tässä tutkimuksessa nämä kvasipartikkelit käynnistettiin heijastamalla laseria molybdeeni diselenidin (MoSe2) hiutaleeseen.

Kuvien lisäksi tutkijat selvittivät miten ne etenevät, interferoivat ja emittoivat. Esimerkiksi etenemispituudeksi mitattiin yli 12 mikronia.

Iowa-kvasipartikkeleiden-kuvaus-Zhe-Fei.jpgTutkijoiden mukaan mahdollisuus luoda eksitoni-polaritoneja huoneenlämpötilassa ja niiden etenemisen ominaisuudet ovat merkittäviä kehitettäessä tulevaisuuden sovelluksia kvasipartikkeleille. Jonain päivänä niitä voisi jopa käyttää rakentamaan nanofotonisia piirejä elektronisien piirien tilalle nanoskaalan energian tai tiedonsiirrolle.

Tutkijat havaitsivat myös, että muuttamalla MoSe2 puolijohteen paksuutta, he saattoivat manipuloida eksitoni-polaritonien ominaisuuksia. Manipuloinnin mahdollisuus voisi johtaa uusiin piirirakenteisiin, kuten polaritoni- transistoreihin, toteaa tutkimuksia vetänyt Zhe Fei. Se voisi jonain päivänä johtaa jopa läpimurtoihin fotoniikassa ja kvanttiteknologioissa.

Aiheesta aiemmin:

Hiilinanoputki yhdistää valon ja aineen
19.01.2018Virran suunnan vaihto valolla
18.01.2018Kvanttitekniikkaa viestintään ja anturointiin merivesissä
17.01.2018Atomistoreita ja memristoreita
15.01.2018Magneettinen monopoli havaittu
12.01.2018Kubitteja kuluttajille?
11.01.2018Nanomateriaaleja polttokennojen katodeille
10.01.2018Elektronien kvanttivalssi
08.01.2018Postimerkkimäinen suojaustunniste
05.01.2018Uusia materiaaleja elektroniikalle
04.01.2018Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »