物理科技生物学-PHYICA

测量微小的准粒子是半导体技术搦村成美向前迈出的一大步

物理学 2022-02-04 23:59:12

伦斯勒理工学院 氮化硼单层膜WSe2在4

2 K

信用:自然通信(2020)

DOI: 10

1038/s 14467-020-16934-x 伦斯勒理工学院化学与生物工程助理教授·施领导的研究小组,发现了关于构成一种有前途的准粒子(称为激子)的单个成分质量的新信息,这种准粒子在量子计算、改善记忆存储和更有效的能量转换的未来应用中可能发挥关键作用

今天发表在《自然通讯》上,该团队的工作使研究人员更接近于推进半导体器件的发展,加深了他们对一种被称为过渡金属二元化合物(TMDCs)的原子级薄材料的理解,这种材料因其电子和光学特性而受到关注

在TMDCs能够成功地用于技术设备之前,研究人员仍然有很多关于激子的知识要学习

石和他的团队已经成为这一领域的领导者,开发和研究TMDCs,特别是激子

激子通常由光能产生,当带负电的电子与带正电的空穴粒子结合时形成

伦斯勒团队发现,在这种原子般薄的半导体材料中,电子和空穴之间的相互作用非常强,以至于激子中的两个粒子可以与第三个电子或空穴粒子结合形成三子

在这项新的研究中,施的团队能够操纵TMDCs材料,使其中的晶格振动,从而产生另一种被称为声子的准粒子,这种准粒子将与三重粒子发生强烈的相互作用

然后,研究人员将这种材料放在一个强磁场中,分析声子相互作用从经颅磁刺激中发出的光,并能够分别确定电子和空穴的有效质量

研究人员先前假设质量是对称的,但是,施说,伦斯勒研究小组发现这些测量结果有显著差异

“我们现在已经积累了很多关于战区导弹防御系统的知识,”石说

“但是为了设计一个电子或光电器件,知道电子和空穴的有效质量是很重要的

这项工作是朝着这个目标迈出的坚实的一步

"

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