Предсказано существование новой квазичастицы

Все материалы

Эти частицы могут сыграть важную роль в развитии будущих квантовых устройств. Экситон – это квазичастица, представляющая собой долгоживущее возбужденное состояние в наносистеме, состоящее из электрона и положительно заряженной дырки. Движение связанных электрона и дырки в кристалле и сопровождающие это процессы переноса энергии удобно описывать как перемещение частицы. Экситоны обычно наблюдаются в изоляторах и полупроводниках, которые играют важную роль в современных компьютерных технологиях.

Исследователи предсказали существование нового типа экситона, называемого топологическим экситоном, который возникает в материалах, известных как изоляторы Черна. Изоляторы Черна позволяют электронам вращаться по краю материала, но не проводят электричество внутри. Они спонтанно образуют однонаправленные токи, текущие либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки вдоль краев двумерного материала.

Под определенными условиями экситоны, создаваемые при облучении светом изоляторов Черна, могут обладать нетривиальными топологическими свойствами. Эти свойства связаны с топологией электронов и дырок в исходном материале. При распаде экситоны, как предсказано, испускают свет с круговой поляризацией (вектор электрического поля описывает окружность).

Топологические экситоны могут быть использованы для разработки нового класса оптических устройств. При низких температурах экситоны могут образовывать нейтральную сверхтекучую жидкость, что может привести к созданию мощных поляризованных источников света и усовершенствованных фотонных устройств для квантовых вычислений.

Источник и фото - lenta.ru