Новости Зеленограда, инфопортал Зеленоград ИНФО
Суббота, 8 Мая, 2021 год
Главная » Наука » В Мире » Физики впервые зафиксировали положение электрона внутри экситона

Физики впервые зафиксировали положение электрона внутри экситона

Благодаря этому можно будет увеличить КПД многих полупроводниковых приборов

Физики впервые зафиксировали положение электрона внутри экситона© AP Photo/Ted S. WarrenЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылкиGoogle Новости

ТАСС, 22 апреля. Ученые впервые смогли локализовать электрон внутри квазичастицы экситона. Благодаря этому можно будет увеличить эффективность работы светодиодов и солнечных панелей, пишут авторы исследования в научном журнале Science Advances.

Экситонами называют комбинацию из электрона и "дырки", переносчика положительного заряда в полупроводниках. В отличие от самих дырок и электронов, эти квазичастицы не заряжены и в целом по своим свойствам больше похожи на виртуальный атом водорода, чем на их отдельные компоненты.

Впервые свойства экситонов в середине прошлого столетия определили советские физики. Однако изучать их подробнее сложно, поскольку у ученых не было подходящих инструментов, чтобы наблюдать, как электроны и "дырки" ведут себя внутри этих квазичастиц. Это мешает широкому использованию экситонов при разработке микроэлектроники, солнечных батарей и квантовых компьютеров.

Профессор Окинавского института науки и технологий Кешав Дани и его коллеги решили эту проблему. В ходе нового исследования они разработали методику, с помощью которой можно отслеживать положение электронов внутри квазичастиц, если облучать листы из двумерных полупроводников очень короткими мощными вспышками ультрафиолетового лазера. В результате экситоны сперва формируются, а затем распадаются.

"Экситоны были открыты около 90 лет назад, однако до недавнего времени изучать их можно было только по вспышкам света, которые вырабатывают эти квазичастицы. Другие их свойства, в том числе скорость движения и структуру, можно было описать лишь на уровне теории", – рассказал Дани.

Ученые обнаружили, что при подобных распадах "осколки" квазичастиц разлетаются в стороны совсем не случайно. Благодаря этому можно определить, как устроена квазичастица и зафиксировать, где в момент уничтожения экситона находился электрон. Это чем-то напоминает изучение свойств электронов и других частиц на ускорителях частиц – например, на Большой адронном коллайдере.

Первые наблюдения за работой этого экситонного “коллайдера" физики проводили при температурах, близких к абсолютному нулю. Благодаря этому ученые исключили все возможные побочные факторы, которые влияли на распад экситонов, и впервые детально изучили, как ведут себя электроны внутри них.

Результаты экспериментов подтвердили теорию, которая связывает поведение электронов и дырок внутри экситонов. В частности, наблюдения показывают, что свойства электронов при распаде экситонов задаются скорее тем, как были устроены "дырки", чем их собственными характеристиками.

Результаты исследования сужают перечень моделей, которые описывают поведение и устройство экситонов. Благодаря этому ученые смогут корректнее учитывать их влияние на работу различных полупроводниковых приборов. В результате можно будет увеличить КПД их работы или снизить их нагрев при взаимодействии со светом или при его излучении, заключают исследователи.

Источник

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

© 2021 Зеленоград ИНФО – ещё ближе к городу. Все права защищены.

19:578 Мая
 Сб, 2021
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
WordPress: 60,72MB | MySQL:85 | 1,739sec