他們是第一個(gè)在室溫下控制激子流動(dòng)的人?，F(xiàn)在，EPFL納米電子與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室(LANES)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將他們的技術(shù)向前推進(jìn)了一步。他們找到了一種方法來(lái)控制激子的某些特性并改變它們產(chǎn)生的光的偏振。這可以導(dǎo)致具有晶體管的新一代電子器件經(jīng)歷更少的能量損失和散熱?？茖W(xué)家的發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了一個(gè)名為谷電子學(xué)的新研究領(lǐng)域的一部分，剛剛在Nature Photonics上發(fā)表。

當(dāng)電子吸收光并移動(dòng)到更高能級(jí)時(shí)產(chǎn)生激子，或者在固體量子物理學(xué)中稱為“能帶”。這種受激電子在其先前的能帶中留下了“電子空穴”。并且因?yàn)殡娮泳哂胸?fù)電荷而空穴是正電荷，所以兩者通過(guò)稱為庫(kù)侖力的靜電力結(jié)合在一起。正是這個(gè)電子空穴對(duì)被稱為激子。

前所未有的量子特性

激子僅存在于半導(dǎo)體和絕緣材料中。它們的非凡特性可以通過(guò)2D材料輕松獲取，這些材料的基本結(jié)構(gòu)只有幾個(gè)原子厚度。這種材料最常見(jiàn)的例子是碳和輝鉬礦。

當(dāng)這種2D材料組合時(shí)，它們通常表現(xiàn)出材料本身不具有的量子特性。因此，EPFL科學(xué)家將二硒化鎢(WSe2)與二硒化鉬(MoSe2)結(jié)合起來(lái)，揭示了一系列可能的高科技應(yīng)用的新特性。通過(guò)使用激光產(chǎn)生具有圓偏振的光束，并稍微移動(dòng)兩種2D材料的位置以產(chǎn)生莫爾圖案，他們能夠使用激子來(lái)改變和調(diào)節(jié)光的偏振，波長(zhǎng)和強(qiáng)度。

從一個(gè)山谷到下一個(gè)山谷

科學(xué)家通過(guò)操縱激子的一個(gè)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：它們的“谷”，它與電子和空穴的極端能量有關(guān)。這些山谷 - 谷歌天文學(xué)的名稱來(lái)源 - 可用于在納米級(jí)別編碼和處理信息。

“鏈接幾個(gè)采用這種技術(shù)的設(shè)備將為我們提供一種處理數(shù)據(jù)的新方法，”LANES負(fù)責(zé)人Andras Kis說(shuō)。“通過(guò)改變給定器件中光的偏振，我們可以在連接到它的第二個(gè)器件中選擇一個(gè)特定的波谷。這類(lèi)似于從0切換到1或1到0，這是計(jì)算中使用的基本二進(jìn)制邏輯“。