Los excitones, cuasipartículas eléctricamente neutras, tienen propiedades extraordinarias. Existen solo en materiales semiconductores y aislantes y se puede acceder fácilmente a ellos en materiales bidimensionales 2D de solo unos pocos átomos de espesor, como el carbono y la molibdenita.los materiales se combinan, exhiben propiedades cuánticas que ninguno de los materiales posee por sí solo.
Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv explora la generación y propagación de excitones en materiales 2D dentro de un marco de tiempo reducido sin precedentes y con una resolución espacial extraordinariamente alta. La investigación fue dirigida por el Prof. Haim Suchowski y el Dr. Michael Mrejen de TAU's Raymond &Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences y publicado en avances científicos el 1 de febrero.
La mecánica cuántica es una teoría fundamental en física que describe la naturaleza en las escalas más pequeñas de energía. "Nuestra nueva tecnología de imágenes captura el movimiento de los excitones en un período de tiempo corto y a escala nanométrica", dice el Dr. Mrejen. "Esta herramienta puedeser extremadamente útil para observar la respuesta de un material en los primeros momentos en que la luz lo ha afectado ".
"Tales materiales se pueden usar para ralentizar significativamente la luz para manipularla o incluso almacenarla, que son capacidades muy buscadas para las comunicaciones y para las computadoras cuánticas basadas en fotónica", explica el profesor Suchowski. "Desde el punto de capacidad del instrumentoDesde el punto de vista de la vista, este tour de force abre nuevas oportunidades para visualizar y manipular la respuesta ultrarrápida de muchos otros sistemas de materiales en otros regímenes de espectro, como el rango del infrarrojo medio en el que se encuentran vibrando muchas moléculas ".
Los científicos desarrollaron una técnica de imágenes espaciotemporales única en la escala nanométrica de femtosegundos y observaron la dinámica de excitón-polaritón en diselenuro de tungsteno, un material semiconductor, a temperatura ambiente.
El excitón-polaritón es una criatura cuántica generada por el acoplamiento de la luz y la materia. Debido al material específico estudiado, la velocidad de propagación medida fue aproximadamente el 1% de la velocidad de la luz. En esta escala de tiempo, la luz logra viajarsólo varios cientos de nanómetros.
"Sabíamos que teníamos una herramienta de caracterización única y que estos materiales 2D eran buenos candidatos para explorar un comportamiento interesante en la intersección ultrarrápida-ultrapequeña", dice el Dr. Mrejen. "Debo agregar que el material, diselenuro de tungsteno, es extremadamente interesantedesde el punto de vista de las aplicaciones. Mantiene esos estados acoplados de luz-materia en dimensiones muy reducidas, hasta el espesor de un solo átomo, a temperatura ambiente y en el rango espectral visible "
Los investigadores ahora están explorando formas de controlar la velocidad de las ondas semiconductoras, por ejemplo, combinando múltiples materiales 2D en pilas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Amigos estadounidenses de la Universidad de Tel Aviv . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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