舰队研究员和澳洲国立大学的研究人员:从左以利以谢博士海峡,马蒂亚斯·戴克,Tinghe Yun博士(来源:菲尔·杜利阿奴)
第一次出版澳大利亚国立大学
意外的观察负质量exciton-polaritons增加了另一个古怪的这些奇怪的件轻松事混合粒子的维度。
马蒂亚斯•戴克博士Tinghe Yun和以利以谢博士海峡的量子科学和技术(QST)尝试激子极化声子当他们意识到在一定条件下分散成为倒——相当于一个负质量。
添加到惊喜,意外导致了损失。
“我们没有期望——随后的色散非常非常规行为,“戴克博士说,他是一个成员的舰队以及QST。
激子是由一个电子和一个洞在半导体晶体配对。如果这双那么强烈夫妇一个光子,一个混合粒子称为exciton-polariton可以形成。
Exciton-polaritons首次观察到30多年前,表现出非凡的属性,包括超流态和“bose - einstein”冷凝物的形成。世界各地的研究小组正在探索这些奇怪的粒子的反直觉的行为,希望他们可以支撑未来的低能耗技术。
负质量把科学家的观察,从群教授Elena Ostrovskaya回到白板,试图找出可能造成这样的效果。
简单的实验,单层的二硫化钨综合在一个微腔,意味着它可以与一个简单的耦合振荡器模型近似,所以离开了一些意想不到的影响的可能性。团队很快意识到一个虚构的耦合常数,称为耗散耦合,计算复制他们的观察。
然而,他们难以理解的数学模型,直到他们看着其他领域,如微波腔,意识到一个虚构的耦合常数可以等同于损失件轻松事系统。
确认解释,专家团队伸出物理数值模拟在二维系统中,由来自德国柏林技术大学的安德烈亚斯克诺尔教授。曼努埃尔·卡茨博士和马尔特•塞利格从他的团队能够确认负质量可能带来损失,特别是由于atomically-thin半导体exciton-polaritons和声子之间的相互作用。
计算还表明,exciton-phonon交互关掉,质量从正到负,行为,随后在阿奴复制实验。结果现在发表在自然通讯。
戴克博士exciton-polaritons的行为比作小船在湖面上。
“活性物质中的声子就像海浪在湖上,会影响船的运动——将它们,使它们摇摆和倾覆。这减少了动能,整体势头导致损失,能量和占领数字,”他说。
在追求低能耗技术,科学家们竭尽全力减少或消除损失,海峡博士说,也来自舰队。
“通常情况下,我们不希望损失,但损失给我们新的东西,”他说。
“这使我们引入负质量强耦合系统。”
发现是exciton-polaritons的另一个方面的反直觉的行为,戴克博士说。
”这种行为可以用于分散工程,可能探测新物理学和创造意想不到的设备。”
“我不能预测未来的应用程序使用这种分散的工程,但我希望这将是探索在未来的研究活动,”他说。
耗散件轻松事引起的负的质量的激子极化声子耦合在一个自动薄的半导体发表在自然通讯2023年2月DOI 10.1038 / s41467 - 023 - 36618 - 6