Eksitonit ovat kiinteässä aineessa olevia elektroneja ja reikiä, joita periaatteessa voidaan käyttää
Reiät ovat elektronin puuttumista, ja siksi nekantaa elektronia vastapäätä varausta. Vastakkaiset varaukset vetävät puoleensa, ja elektronit ja reiät sitoutuvat toisiinsa muodostaen eksitoneja, jotka voivat sitten liikkua materiaalin läpi.
Keshav Dani, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja professori, joka johtaa femtosekuntispektroskopian laitosta
Tavallisissa puolijohteissa eksitonit sammuvatnoin muutamassa miljardissa sekunnissa. Lisäksi ne voivat olla ”hauraita”, mikä vaikeuttaa niiden tutkimista. Mutta noin kymmenen vuotta sitten tutkijat löysivät kaksiulotteiset puolijohteet: eksitonit ovat vakaampia niissä.
Vahvat eksitonit antavat näitä materiaalejatodella ainutlaatuisia ominaisuuksia, minkä vuoksi ympäri maailmaa on tehty paljon tutkimusta kaksiulotteisten puolijohteiden avulla uusien optoelektronisten laitteiden luomiseksi. Näitä töitä vaikeutti kuitenkin vakavasti riittämätön tekninen laitteisto.
Tiedemiehet ovat pitkään tienneet, että vain yksi tyyppieksitonit, joita kutsutaan kirkkaiksi eksitoneiksi, voivat olla vuorovaikutuksessa valon kanssa. Mutta on myös muita, niin kutsuttuja tummia eksitoneja, joita ei ole nähty tähän asti Tummien eksitonien visualisoimiseksi tutkijat muunsivat tehokkaan tekniikan, jota oli aiemmin käytetty ensisijaisesti yksittäisten, sitoutumattomien elektronien tutkimiseen.
Tutkimusryhmä ehdotti:Jos riittävän korkean energian fotoneja sisältävää valonsädettä käytetään eksitonien iskemiseen puolijohdemateriaaliin, fotonienergia tuhoaa eksitonit ja lyö elektroneja materiaalista. Mittaamalla suunta, jolla elektronit lentävät materiaalista, on mahdollista määrittää elektronien alkumomentti, kun ne olivat osa eksitoneja. Tämän menetelmän ansiosta tutkijat pystyvät paitsi näkemään myös erottamaan kirkkaat eksitonit tummista.
Tuloksena siitä tuli tummaPuolijohteessa on enemmän eksitoneja kuin valoeksitoneja. Ja tietyissä olosuhteissa vaaleat eksitonit voivat muuttua tummiksi ja päinvastoin. Nyt tutkijat haluavat luoda vakaita eksitoneja, joiden he uskovat voivan antaa materiaaleille ainutlaatuisia ominaisuuksia.
Lue myös
Löysi kadonneiden heettiläisten väitetyn valtakunnan. Mitä arkeologit ovat löytäneet?
Tuomiopäivän jäätikkö osoittautui vaarallisemmaksi kuin tutkijat ajattelivat. Kerromme pääasia
Biologit ovat keksineet, kuinka tunnistaa voittavat siittiöt