Экситоны — это причудливые квазичастицы, которые существуют только в полупроводниковых и изоляционных материалах. Недавно группа исследователей из швейцарской Лозанны открыла способ управления потоком экситонов. Мало того, они также открыли новые свойства этих квазичастиц, что, как они утверждают, может привести к созданию электронных устройств нового поколения на основе транзисторов, в которых будет гораздо меньше теплопотерь энергии. Результаты их исследования были опубликованы на этой неделе в журнале Nature Photonics.

Новости об экситонах

Экситоны создаются, когда электроны поглощая свет, перемещаются на более высокий «энергетический уровень», оставляя позади себя «электронную дыру». Поскольку электрон имеет отрицательный заряд, а «дырка» имеет положительный заряд, то они оказываются связаны друг с другом, и такое явление электронного возбуждения получило название экситон. Экситонами особенно легко манипулировать в  таких 2D материалах, как углерод, где базовая структура имеет толщину всего в несколько атомов.

Исследовательская группа из Политехнической школы Лозанны (EPFL) обнаружила, что экситоны можно использовать для изменения некоторых свойств света с помощью лазера, генерирующего свет, и небольшого смещения положения двумерного материала.

Следующий уровень вычислительной техники

Одно из свойств экситонов, способных перемещаться в решетке, является квантовая яма или как ее называют долина (“valley”), определяемая тем, сколько энергии у них есть. Управляя этими ямами и свойствами света, можно кодировать информацию на наноскопическом уровне. Процесс, известный как валетроника (Valleytronics), очень похож на двоичный код 1 и 0, который составляет основу всех вычислений.

«Наше исследование показало, что, манипулируя экситонами, мы открыли совершенно новый подход к электронике, — сказал Андрас Кис, который возглавляет Лабораторию наноразмерных структур в EPFL. — Мы являемся свидетелями появления совершенно новой области исследований, о которой мы имеем пока очень слабое представление».