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
23.04.2018Nopean elektroniikan hukkalämpö sähköksi
20.04.2018Uusi anodi ja katodi litiumakuille
19.04.2018Tera- ja petabittistä datansiirtoa kuiduissa
18.04.2018Bioantureita kuparista ja grafeenioksidista
16.04.2018Fotoniikalla vauhdittaen
13.04.2018Uusia ulottuvuuksia suprajohteille
12.04.2018Kohina tehostaa heikkoja signaaleja
11.04.2018Läpimurtoja atominohuissa magneeteissa
10.04.2018Magnesium-metalli -akulle uusi tie
09.04.2018Muovi ja virukset lämmönjohteiksi

Siirry arkistoon »