意大利米兰理工大学 氟化镁晶体中激子的阿秒测量
信用:波利米 激子是准粒子，可以通过固体物质传输能量
这使得它们对未来材料和设备的发展很重要——但是需要更多的研究来了解它们的基本行为以及如何操纵它
意大利米兰理工大学大学的研究人员与光子学和纳米技术研究所、筑波大学(日本)和马克斯·普朗克物质结构和动力学研究所(德国汉堡)的一个理论小组合作，发现当激子受到光的刺激时，它可以同时具有两种截然不同的特性
他们的工作现在发表在《自然通讯》上，为当前和未来的激子研究提供了重要的新见解
激子由固体中的一个带负电荷的电子和一个带正电荷的空穴组成
它们是一种所谓的多体效应，由许多粒子相互作用产生，尤其是当一个强光脉冲击中固体材料时
在过去的十年里，研究人员观察到了许多身体效应，小到难以想象的短阿秒时间尺度，换句话说就是十亿分之一秒
然而，由于许多粒子相互作用时超快电子动力学的复杂性，科学家们仍然没有对激子和其他多体效应达成基本的理解
来自意大利米兰理工大学大学、筑波大学和马克斯·普朗克结构与动力学研究所(MPSD)的研究团队希望通过采用最先进的阿秒瞬态反射光谱和微观理论模拟来探索氟化镁单晶中光诱导的超快激子动力学
通过结合这些方法，研究小组发现了激子的一个全新特性:它们可以同时表现出类似原子和固体的特性
在表现出原子特征的激子中，电子和空穴通过库仑引力紧密结合在一起——就像原子中的电子被原子核结合一样
另一方面，在具有类似固体特征的激子中，电子在固体中更自由地运动，这与海洋中的波并无不同
“这些是重要的发现——来自意大利米兰理工大学的主要作者马特奥·卢奇尼说——因为理解激子如何在这些极端的时间尺度上与光相互作用，使我们能够设想如何利用它们独特的特性，促进一种新的电光器件的建立
" 在阿秒研究中心进行的阿秒实验中，研究人员第一次观察到激子的亚飞秒动力学，其信号由慢和快两部分组成
来自MPSD大学和筑波大学的合著者俊介·佐藤补充道:“我们的计算表明，信号中较慢的部分源于激子的类原子特性，而较快的部分源于类固体特性——这是一个突破性的发现，它证明了激子的双重特性共存！” 这项工作为利用光操纵激子和材料的性质开辟了一条重要的新途径
它代表了深入理解物质中非平衡电子动力学的重要一步，并为未来超快光电器件、电子学、光学、自旋电子学和激子学的发展提供了基础知识
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