研究團隊利用激子將電子學(xué)帶向未來
激子可以徹底改變工程師研究電子產(chǎn)品的方式。一組瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院研究人員創(chuàng)造了一種新型晶體管,其中一種是使用激子而不是電子的電路元件。值得注意的是,它們的激子基晶體管在室溫下有效地發(fā)揮作用,這是迄今為止不可逾越的障礙。他們通過使用兩個2-D材料作為半導(dǎo)體實現(xiàn)了這一點。他們的研究,今天發(fā)表在《自然Nature》雜志上,在激子領(lǐng)域中有著許多啟示,這是一個與光電子學(xué)和自旋電子學(xué)相結(jié)合的有前途的新研究領(lǐng)域。 上面的寓言漫畫可以幫助人們更好地了解什么是激子。圖片來源:瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)。 “我們的研究表明,通過操縱激子,我們已經(jīng)找到了一種全新的電子方法,”負責(zé)瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院納米電子學(xué)與結(jié)構(gòu)實驗室(RANES)的Andras Kis說!拔覀冋谝娮C一個全新的研究領(lǐng)域的出現(xiàn),我們還不知道它的全部范圍! 這一突破為光電子器件提供了一個階段,它消耗更少的能量,并且比目前的器件更小和更快。此外,可以將光傳輸和電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集成到同一設(shè)備中,這將減少所需操作的數(shù)量并使系統(tǒng)更高效。 高能級 激子實際上是準(zhǔn)粒子,這是一個研究術(shù)語,用來描述組成給定物質(zhì)而不是物質(zhì)本身的粒子之間的相互作用。激子由電子和電子空穴組成。當(dāng)電子吸收光子并達到更高的能量水平時,這兩個鍵結(jié)合在一起;“激發(fā)”的電子在先前的能級中留下一個空穴,帶內(nèi)理論稱之為價帶。這個空穴,也是一個準(zhǔn)粒子,是這個帶中缺失電子的指示。 由于電子帶負電荷,空穴帶正電荷,這兩個粒子仍然受到靜電力的束縛。電子和空穴之間的這種鍵叫做庫侖引力。正是在這種緊張和平衡的狀態(tài)下,它們形成了激子。當(dāng)電子最終回到黑洞中時,它發(fā)出光子。然后,激子停止存在。更簡單地說,一個光子在電路的一端進入另一個,而在內(nèi)部,它產(chǎn)生一個像粒子一樣的激子。 |