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
02.08.2021Laser ja mikrokampa samalle sirulle
30.07.2021Australialaistutkijat kehittivät kvanttimikroskoopin
29.07.2021Fotonit ja magnonit kaveraavat
19.07.2021Kvanttiaskel lämpökytkimelle
08.07.2021Lämpöaaltoja puolijohdemateriaalissa
25.06.2021Kvanttipisteet voivat "puhua" keskenään
24.06.2021Metamateriaaleja tulostustekniikalla
23.06.2021Kohti topologisia suprajohteita
22.06.2021Uusia ominaisuuksia moiré-superhiloissa
21.06.2021Valoa ja elektroneja antiferromagneeteille

Siirry arkistoon »