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超快激光可将半导体上的电子和空穴凝结_亚搏体育平台

发布时间:2020-10-21 阅读量:18533 作者: 亚搏在线官网

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美国天体物理牵头研究实验室的物理学家与德国马尔堡大学的理论学家合作,找到了一类新的定粒子:他们利用超快激光,让半导体内部的多个电子和空穴以新的方式排列组合,凝固成类似于液体的量子液滴。尽管寿命只有一段时间的25皮秒(1皮秒=万亿分之一秒),但量子液滴的稳定性却不足以用作研究光和物质的特定形式如何相互作用。

  当电子在半导体中流过时,在原本的方位留给一个空穴。电子可以与空穴融合成对,被称作激子,归属于定粒子的一种。而新发现的定粒子是电子和空穴以非交替的方式排序而出的微观复合体。

研究人员称作量子液滴,因为它既具备量子特性,比如井然有序的能级,同时也享有一些液体的特性,比如可以产生涟漪。它不同于我们所熟知的液体水,因为量子液滴的大小十分受限,多达这一限度后,电子和空穴之间的这种相关性就不会消失。  在这项实验中,研究小组向砷化镓半导体升空每秒大约1亿脉冲的超快红色激光。

激光脉冲首先产生的是激子,随着脉冲强度减少,更好的电子空穴对被创立出来。但当激子的密度超过一定水平时,原本初始化的电子和空穴就不会退出。

电子继而绕行空穴构成环形波,就像液体中原子的排序一样。在周围等离子体的压力下,带上负电的电子和带上正电的空穴被断裂沦为呈圆形中性的液滴。研究人员找到,4个电子和4个空穴就不足以包含一滴液滴,最多时液滴中的电子和空穴数量皆可以超过14个。  研究人员称之为,他们取得的关于单个液滴能级的实验数据与理论计算出来是相符的。

调整激光脉冲的量子特性,可以让能级与液滴内部粒子的相关性给定。液滴或许也充足平稳,有助未来系统性研究光和物质状态之间相互作用。

而且,定粒子一般来说享有其构成粒子所不具备的独有性质,可以在掌控较小的系统和设备方面发挥作用。  美国天体物理牵头研究实验室的物理学家史蒂芬坎迪夫说道:说道到实际用处,没有人想去研制一个量子液滴小设备,但这显然可以间接地加剧我们对电子在有所不同的情况下,还包括在光电子器件中如何相互作用的了解。

  总编辑圈点  近年来,随着实验技术的提升,科学家们普遍研究了极端条件下凝聚态物质的各种性质,找到了许多新的物理现象,半导体中的电子空穴液滴就是一个十分诱人的新园地。这种量子液滴较之于普通小水滴,堪称沧海一粟。目前显然,这个小东西或许没什么实际用处,离研制量子液滴小设备还有一定的距离。

但不可小觑的是,随着我们对光电子器件相互作用了解的不断深入,保不齐哪天就不会有根本性的科研成果问世,带来我们莫大的惊艳。【亚搏在线官网】。

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