物理科技生物学-PHYICA

用激光获得的人造原子的能量跃迁

物理学 2022-09-21 23:59:10

作者:波鸿鲁尔大学 研究人员在量子点内部激发了一种看似无法实现的能量转移

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半导体中的微小结构

信用:RUB,阿恩·路德维希 来自巴塞尔和波鸿的研究人员利用激光成功解决了人造原子中一个显然无法实现的能量跃迁

利用所谓的辐射俄歇过程,他们是第一个专门激发它的团队

在这个过程中,一个电子从一个较高的能级下降到一个较低的能级,其结果是部分以光的形式发射能量,部分通过将其转移到另一个电子

人造原子是半导体中的狭义领域,有朝一日可能成为量子通信的基础

巴塞尔大学和波鸿鲁尔大学的团队与明斯特和弗罗茨瓦夫的同事在《自然通讯》上描述了这些发现,并于2021年11月12日在线发布

电子在能量状态之间移动 原子由原子核和围绕原子核运行的电子组成

这些电子可以呈现不同的能级

电子与原子核的结合更紧密,我

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离它更近的电子比离原子核更远的电子能量更低

然而,电子不能假设任何任意的能级——只有某些能级是可能的

如果一个电子获得能量,例如通过吸收一个轻粒子,我

e

光子,它可以被提升到更高的能级

如果一个电子降到较低的能级,能量就会释放出来

这种能量可以以光子的形式发射

但它也可以转移到其他电子中的一个;在这种情况下,只有一部分能量以光的形式释放,其余的被另一个电子吸收

这个过程被称为辐射俄歇过程

用两个激光器激发独特的能量跃迁 通过照射光粒子,电子不仅可以提升到更高的能级;入射光粒子也可以刺激它们释放能量

入射光粒子的能量必须总是精确地对应于电子要在其间转移的两个能级之差

研究人员使用了两种激光:一种在低能级和高能级之间移动电子;另一个在高能级和中能级之间

这个中间能级对应于一个非平衡能级:没有辐射俄歇过程,向中间能级的转移是不存在的

此外,低能级和中能级之间的转换不应该发生,因为相关的光没有被照射

然而,由于辐射俄歇过程中从一个电子到另一个电子的能量转移,这种看似不可能的转变实际上恰恰发生了

实验用的超纯半导体样品由Dr

朱利安·里茨曼在波鸿鲁尔大学博士的指导下

安德烈亚斯·维克教授领导的应用固体物理学讲座的阿恩·路德维格

由克莱门斯·斯宾纳勒、梁斋、阮江和博士管理的巴塞尔大学团队进行了测量

由理查德·沃伯顿教授领导的小组中的马提亚斯·勒布尔

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

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