Екситоните са квазичастици, направени от възбуденото състояние на електрони и - според проучванията, които се извършват EPFL - имат потенциал да повишат енергийната ефективност на нашите ежедневни устройства.
Това е съвсем нов начин на мислене за електрониката. Екситоните - или квазичастиците, образувани, когато електроните поглъщат светлина - стоят, за да революционизират градивните елементи на веригите. Учените от EPFL изучават техните изключителни свойства, за да проектират по-енергийно ефективни електронни системи и сега са намерили начин за по-добър контрол на екситоните, движещи се в полупроводници. Техните открития се появяват днес в Nature Nanotechnology.
Квазичастиците са временни явления, произтичащи от взаимодействието между две частици в твърдата материя. Екситоните се създават, когато електрон абсорбира фотон и се придвижва във високо енергийно състояние, оставяйки след себе си дупка в предишното си енергийно състояние (наричано „теория на валентността“ в теорията на лентите). Електронната и електронната дупка са свързани помежду си чрез атрактивни сили и двете заедно образуват онова, което се нарича екситон. След като електронът попадне обратно в дупката, той излъчва фотон и екситонът престава да съществува.
Миналата година екип от учени от Лабораторията за наноразмерна електроника и конструкции (LANES) на EPFL обявиха, че са разработили транзистор - един от компонентите на схемите - който работи на екситони, а не на електрони (виж статията). И за първи път те успяха да накарат транзисторите да функционират при стайна температура, основна стъпка напред за разработване на практически приложения за тази технология.
За да накарат екситоните да издържат по-дълго, учените слоеха два различни 2-D материала един върху друг: волфрамов дисленид (WSe2) и молибденов диселенид (MoSe2). Полученият материал има блестяща текстура, която влияе върху разпределението на квазичастиците. „С тези два материала, екситоните са склонни да се групират на определени места и не позволяват на течението да тече“, казва Андрас Кис, ръководител на LANES и съавтор на проучването. За да се предотврати това, този път изследователският екип добави среден слой шестоъгълна форма бор нитрид (h-BN), който им позволява да виждат по-ясно екситоните и техните енергийни нива.
Изследователският екип също откри начин за поляризиране на екситоновите токове, което означава, че квазичастиците в крайна сметка биха могли да бъдат използвани за кодиране на данни независимо от измененията в текущата величина, както и на неговата поляризация. Това отваря вратата за още повече приложения както в кодирането, така и в обработката на данни на наноскопично ниво.
تعليقات
إرسال تعليق