科学家们已制造出更持久的激子,将为量子信息科学提供一种全新的可能

发布时间：2023-04-29 09:15:03 所属栏目：外闻来源：

导读：在一项新的研究中，科学家们在拓扑材料中观察到了长寿命的激子，为当前的光电子学和前沿的量子计算领域开辟了一条有趣的探索性的研究方向。

激子是当光被半导体吸收时产生的电荷中性粒子。激子由耦合到低能电子空

在一项新的研究中，科学家们在拓扑材料中观察到了长寿命的激子，为当前的光电子学和前沿的量子计算领域开辟了一条有趣的探索性的研究方向。

激子是当光被半导体吸收时产生的电荷中性粒子。激子由耦合到低能电子空位或空穴的激发电子组成，通常是短暂的，仅在电子和空穴重组之前存活，这限制了其在应用中的实用性。

“如果我们想在量子计算方面取得进展并创造更可持续的电子产品，我们需要更长的电子寿命和不依赖于电子电荷的信息传输新方法，”领导这项研究的亚历山德拉兰扎拉说。兰扎拉是能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的高级教师和科学家，也是加州大学伯克利分校的物理学教授。“在这里，我们正在利用拓扑材料特性来制造一个寿命长且对无序非常强大的激子。

该团队使用了Lanzara帮助开创的一种最先进的技术，称为时间自旋和角度分辨光发射光谱，该技术使用超快光脉冲来探测材料中电子的特性。他们使用碲化铋，这是一种经过充分研究的拓扑绝缘体，可提供他们所需的精确特性：介绍了一种将不同拓扑材料的表面等离子体特性与电磁铁的绝缘体特性相结合的电子物理化学状态。

该团队研究了激子态的形成，并表征了它与材料中其他电荷载流子的相互作用。这些观测结果已经构成了一个突破，但该团队更进一步，测量了状态的自旋特性，并证明了拓扑材料在激子状态下强自旋极化的持久性。

“我们研究了这种新的激子状态，发现它确实继承了激子和拓扑态的特征，”第一作者Ryo Mori说，他作为博士后学者参与了这个项目，现在是东京大学的一名教授。“这一发现为结合两者特性的未来应用开辟了机会，例如光自旋电子技术和可能的量子信息技术。

（编辑：汽车网）

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