激子為更高效的電子產品鋪平了道路

他們是第一個在室溫下控制激子流動的人。現在，EPFL納米電子與結構實驗室(LANES)的科學家團隊已經將他們的技術向前推進了一步。他們找到了一種方法來控制激子的某些特性并改變它們產生的光的偏振。這可以導致具有晶體管的新一代電子器件經歷更少的能量損失和散熱。科學家的發現構成了一個名為谷電子學的新研究領域的一部分，剛剛在Nature Photonics上發表。

當電子吸收光并移動到更高能級時產生激子，或者在固體量子物理學中稱為“能帶”。這種受激電子在其先前的能帶中留下了“電子空穴”。并且因為電子具有負電荷而空穴是正電荷，所以兩者通過稱為庫侖力的靜電力結合在一起。正是這個電子空穴對被稱為激子。

前所未有的量子特性

激子僅存在于半導體和絕緣材料中。它們的非凡特性可以通過2D材料輕松獲取，這些材料的基本結構只有幾個原子厚度。這種材料最常見的例子是碳和輝鉬礦。

當這種2D材料組合時，它們通常表現出材料本身不具有的量子特性。因此，EPFL科學家將二硒化鎢(WSe2)與二硒化鉬(MoSe2)結合起來，揭示了一系列可能的高科技應用的新特性。通過使用激光產生具有圓偏振的光束，并稍微移動兩種2D材料的位置以產生莫爾圖案，他們能夠使用激子來改變和調節光的偏振，波長和強度。

從一個山谷到下一個山谷

科學家通過操縱激子的一個特性來實現這一目標：它們的“谷”，它與電子和空穴的極端能量有關。這些山谷 - 谷歌天文學的名稱來源 - 可用于在納米級別編碼和處理信息。

“鏈接幾個采用這種技術的設備將為我們提供一種處理數據的新方法，”LANES負責人Andras Kis說。“通過改變給定器件中光的偏振，我們可以在連接到它的第二個器件中選擇一個特定的波谷。這類似于從0切換到1或1到0，這是計算中使用的基本二進制邏輯“。