| 28 февраля 2019 | Новости науки и техники

Ученые обнаружили экзотические "спиральные" электроны

Хиральные экситоны


Ученые-физики из университета Ратгерса обнаружили неизвестную ранее экзотическую форму электронов, траектория вращения которых в течение короткого времени напоминает спираль. В это время такой электрон обладает некоторыми уникальными свойствами, которые можно будет использовать в новых технологиях освещения, солнечных батареях, лазерах и устройствах отображения информации. Экзотические электроны входят в состав так называемого хирального поверхностного экситона, которые формируются на поверхности некоторых твердых материалов и представляют собой квазичастицу, состоящую из связанных друг с другом частицы и античастицы.

Термин хиральный в названии этого экситона означает, что он является зеркальным отражением обычного экситона, возникающего, когда свет ударяет по поверхности определенного материала. Фотоны этого света вышибают отрицательно заряженные электроны с их законного места, что приводит к появлению так называемых электронных дырок, являющихся носителями положительного электрического заряда.

При некоторых условиях выбитые светом электроны начинают вращаться вокруг дырок, двигаясь по спирали, и через триллионные доли секунды электрон поглощается дыркой, экситон "аннигилирует", что приводит к излучению вторичного света. Это явление известно под названием фотолюминесценции и достаточно давно используется людьми в различных технологиях.

Ученые обнаружили, что на поверхности кристаллов селенида висмута очень часто возникают необычные хиральные экситоны. Эффекты и силы, заставляющие электроны вращаться в противоположном направлении, еще неизвестны ученым, так же, как и малоизученны свойства этих экситонов. Вполне вероятно, что причиной всему этому является то, что селенид висмута относится к классу квантовых материалов, называемых топологическими изоляторами, и на поверхности кристаллов которых всегда существуют несколько каналов с высокой удельной электрической проводимостью.

"Селенид висмута - это захватывающий материал с точки зрения его некоторых уникальных свойств, которые проявляются уже при комнатной температуре" - пишут исследователи, - "Более того, этот материал легко производится и его можно использовать в промышленном производстве множества вещей - от покрытий разного рода до электроники следующего поколения".

В своих дальнейших исследованиях ученые планируют использовать технологии сверхскоростной съемки, что позволит им установить причины, изучить тонкости процесса формирования хиральных экситонов и их свойства. Параллельно с этим будут проверены некоторые другие материалы, на поверхности которых, согласно расчетам, эти экситоны также могут формироваться в больших количествах.




Ключевые слова:
Экситон, Электрон, Дырка, Квазичастица, Движение, Спираль, Материал, Топологический, Изолятор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданы квантовые биты, представляющие собой электронные дырки в кристалле ...
  • Ученые создали "энергетические" квазичастицы нового типа, называемые топо ...
  • Ученым впервые удалось наблюдать вживую за движением и поведением экситонов
  • Ученые превратили нанотрубки в источник яркого света
  • Темный экситон - темная лошадка в гонке квантовых вычислений.




  • 2 марта 2019 08:48
    #1 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 398
    Похоже на захват звезды чёрной дырой.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.