Группа ученых из Университета Оклахомы предсказала существование нового типа экситона. Соответствующее исследование опубликовано в научном журнале PNAS.
Экситон — это квазичастица, представляющая собой долгоживущее возбужденное состояние в наносистеме, состоящее из электрона и положительно заряженной дырки. Экситоны наблюдаются в изоляторах и полупроводниках, которые являются основой современных компьютерных технологий.
Ученые предсказали существование нового типа экситона, который назвали топологическим экситоном. Он возникает в материалах, известных как изоляторы Черна. Изоляторы Черна позволяют электронам вращаться по краю материала, но не проводят электричество внутри. Они спонтанно образуют однонаправленные токи, текущие или по часовой стрелке, или против часовой стрелки вдоль краев двумерного материала.
Экситоны, создаваемые при воздействии света на изоляторы Черна, в ряде случаев могут обладать нетривиальными топологическими свойствами. Когда экситоны распадаются, они испускают свет с круговой поляризацией.
Такие топологические экситоны могут быть использованы для разработки нового класса оптических устройств. При низких температурах экситоны образуют нейтральную сверхтекучую жидкость, а это может привести к созданию мощных поляризованных источников света и усовершенствованных фотонных устройств для квантовых вычислений.
Фото: freepik.com
ГОР