Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nová forma hmoty kombinující fotony a excitony (Photon Bound Exciton) není zajímavá jen z hlediska čisté fyziky, ale slibuje i řadu aplikací. Výsledky výzkumu vedeného Simone De Liberato z University of Southampton byly publikovány v Nature Physics.
Stejně elektricky nabité částice se normálně odpuzují, nicméně tuto elektrostatickou sílu lze překonat. Jako lepidlo mohou fungovat fotony. Vědci nejprve vytvořili nanostrukturu, kde elektrony sedí v potenciálových jámách (poznámka: asi cca kvantové tečky). Při dopadu fotonů lze elektrony vyrazit a dostat na vyšší hladinu energie, což je příklad známého fotoelektrického jevu. Když vědci umístili kolem struktury dvě zlatá zrcadla, fotony byly odráženy zpět a jejich energie se znovu dostávala do blízkosti elektronů. Výsledkem mají být speciální a intenzivní interakce mezi světlem a hmotou, díky nimž vzniknou stavy zahrnující více elektronů stabilizovaných fotonem, přičemž elektrony mohou i zůstávat dále umístěné v původních potenciálových jámách. Takto spolu svázané elektrony, respektive záporně nabité excitony, můžeme považovat za druh umělých atomů.
Fotony se mohou ze struktury zase uvolnit, takže systémy lze využívat v rámci optických technologií. Takové umělé atomy mohou ale sloužit i jako materiál pro elektroniku nebo jiné aplikace – mohou např. kopírovat chemické vlastnosti některého normálního atomu, ale přitom mít jinak pro daný účel výhodnější vlastnosti (teploty skupenských přeměn, hustota, tvrdost…).
Cortese, E., Tran, N., Manceau, J. et al. Excitons bound by photon exchange. Nat. Phys. (2020). doi.org/10.1038/s41567-020-0994-6
Zdroj: University of Southampton/Phys.org
