(c) Graphicstock

Excitony mohou mít i hybridní dimenzi

Dimenzí se zde myslí, zda jde o 1D, 2D nebo 3D materiály. A v případě excitonů hybridní dimenze znamená, že něco jiného platí pro elektrony a něco jiného pro na ně navázané díry.
Sloučeninu s celkem podivným chemickým vzorcem SiP2 nyní vědci připravili v podobě vrstevnatého materiálu, kde atomy uvnitř vrstvy jsou vázány silnými kovalentními vazbami, ale jednotlivé vrstvy mezi sebou pouze slabými van der Waalsovými silami (prostě obdoba běžného grafitu, nic zvláštního). V materiálu ale mají účinkem laseru vznikat už celkem unikátní 1D řetězce atomů fosforu, podél nichž se lokalizují i stavy elektronů.
Samotný exciton je kvazičástice složená z excitovaného elektronu a díry, která po něm zůstala, vše je ovšem stále k sobě vázáno. Vědci z čínských Nanjing University a Beihang University a Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter v Hamburku pak zjistili, že excitony v SiP2 jsou celkem unikátní – elektrony mají dimenzi 1D, díry 2D (poznámka: tj. asi že elektrony z „plochy“ přeskákaly do 1D pásu). Hybridní dimenzionalitu excitonu se podařilo pozorovat vůbec poprvé. Tyto excitony pak mají další zajímavé vlastnosti, např. silně interagují s vibracemi krystalové mřížky, což je pak vidět i ve spektrální analýze (vznik zvláštního vedlejšího píku vedle hlavního excitonového píku). Takový jev byl dosud zaznamenán v uhlíkových nanotrubičkách nebo monovrstvách dichalkogenidů přechodných kovů, u SiP2 se ovšem vyskytuje napříč celým objemovým materiálem.
Autoři výzkumu chtějí dále vytvářet i složitější částice s hybridní dimenzionalitou a také se soustředit na triony (kvazičástice složené ze dvou elektronů a jedné díry, nebo naopak).

Ling Zhou et al, Unconventional excitonic states with phonon sidebands in layered silicon diphosphide, Nature Materials (2022). DOI: 10.1038/s41563-022-01285-3
Zdroj: Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter / Phys.org

Jak vylepšit tepelné štíty?

Tepelný štít je součást kosmické lodi, družice či sondy, která má obránit lidi či náklad …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close