Exzitonen sind gebundene Elektronen-Loch-Paare in einem Festkörper, die grundsätzlich genutzt werden können
Löcher sind die Abwesenheit eines Elektrons, und deshalb sind sietragen eine dem Elektron entgegengesetzte Ladung. Entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an und Elektronen und Löcher verbinden sich zu Exzitonen, die sich dann durch das Material bewegen können.
Keshav Dani, Erstautor der Studie und Professor, der die Abteilung Femtosekundenspektroskopie leitet
In gewöhnlichen Halbleitern werden Exzitonen gelöschtin etwa ein paar Milliardstel Sekunden. Darüber hinaus können sie zerbrechlich sein, was es schwierig macht, sie zu studieren. Vor etwa zehn Jahren entdeckten Wissenschaftler zweidimensionale Halbleiter: Exzitonen sind in ihnen stabiler.
Starke Exzitonen ergeben diese Materialienwirklich einzigartige Eigenschaften, weshalb weltweit viel Forschung mit zweidimensionalen Halbleitern betrieben wird, um neue optoelektronische Geräte zu schaffen. Diese Arbeiten wurden jedoch durch unzureichende technische Ausrüstung erheblich erschwert.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass es nur einen Typ gibtExzitonen, sogenannte helle Exzitonen, können mit Licht interagieren. Aber es gibt noch andere, sogenannte dunkle Exzitonen, die bisher noch nicht beobachtet wurden. Um dunkle Exzitonen sichtbar zu machen, haben Wissenschaftler eine leistungsstarke Technik modifiziert, die zuvor hauptsächlich zur Untersuchung einzelner, ungebundener Elektronen verwendet wurde.
Das Forschungsteam schlug vor:Wenn ein Lichtstrahl verwendet wird, der Photonen mit ausreichend hoher Energie enthält, um Exzitonen in einem Halbleitermaterial zu treffen, zerstört die Photonenenergie die Exzitonen und schlägt Elektronen aus dem Material heraus. Durch Messen der Richtung, in der die Elektronen aus dem Material ausgestoßen werden, ist es möglich, den Anfangsimpuls der Elektronen zu bestimmen, als sie Teil der Exzitonen waren. Dank dieser Methode können Wissenschaftler helle und dunkle Exzitonen nicht nur sehen, sondern auch unterscheiden.
Das Ergebnis war, dass es dunkel warIn einem Halbleiter gibt es mehr Exzitonen als leichte Exzitonen. Und unter bestimmten Bedingungen können helle Exzitonen dunkel werden und umgekehrt. Jetzt wollen Wissenschaftler stabile Exzitonen erzeugen, die ihrer Meinung nach Materialien einzigartige Eigenschaften verleihen können.
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