(c) Graphicstock

Poprvé stanovili vazebnou energii biexcitonů

Exciton je kvazičástice, kombinace elektronu exctiovaného na vyšší energetickou úroveň a kladně nabité díry na jeho původním místě. Co je potom biexciton? Můžeme si ho prý představit nějak jako molekulu vodíku, prostě kombinaci dvou „atomů“, které se samy zase skládají z jedné kladně a jedné záporně nabité částice.

Vědci ze Swinburne University of Technology a Australian National University nyní pomocí speciální spektroskopické techniky dokázali změřit vazebnou energii biexcitonu v sulfidu wolframičitém WS2. Navíc má být důležité, že nešlo o běžný „objemový“, ale o 2D materiál. V této podobě se vazebná energie biexcitonů zvyšuje (snadněji vznikají – vazebná energie je energie potřebná k rozbití příslušné vazby, respektive uvolněná při jejím vzniku). Mohlo by to platit i pro další excitonové komplexy. Biexcitony jsou v mnohých dichalkogenidech přechodných kovů (jako je právě WS2) stabilní i při pokojové teplotě. Tyto materiály by mohly nahradit současné obvody CMOS a mj. dále snížit spotřebu energie. Dichalkogenidy přechodných kovů mohou být ve 2D vodiče, polovodiče i izolanty, navíc i s topologickými vlastnostmi (jiná vodivost na okraji a uvnitř).
Co se týče samotné techniky: vazebná energie biexcitonu byla změřena pomocí dvoukvantové multidimenzionální koherentní spektroskopie (two-quantum multidimensional coherent spectroscopy, 2Q-MDCS). Prostřednictvím speciálních optických pulzů pak lze přímo zkoumat dvojnásobně excitovaný biexcitonový stav a zároveň eliminovat jakýkoli příspěvek od jednotlivě excitovaných excitonových stavů, praví průvodní tisková zpráva. Při pozorování biexcitonu pomocí 2Q-MDCS je generován také signál z interagujícího, ale nevázaného excitonového páru, označovaného jako korelované excitony. Vazebná energie se pak určí jako rozdíl mezi energií biexcitonu a dvou korelovaných excitonů (poznámka: i přes nesrozumitelné výrazivo zde samotný princip pochopitelný snad kupodivu je, tedy až potud…?).
Kromě toho studie identifikovala i další vlastnosti biexcitonu v jednovrstvém WS2. Pozorovaný biexciton se skládal ze dvou jasných excitonů s opačným spinem, což se u WS2 označuje jako biextion typu bright-bright intervalley. V minulosti se k měřením biexctionů používala zejména fotoluminiscence (fotoluminiscenční spektroskopie), která dokázala zachycovat pouze fotony (= stanovovat jejich energii) při přechodu z biexcitonů na exciton; jenže všechny ty kvazičástice mohly být stejně v různých stavech (dále různě excitovaných). V těchto měřeních pak navíc vycházelo, že biexciton se skládá z excitonu světlého (bight, viz výše) a temného (dark). Temné excitony se nyní ale nepotvrdily (temné excitony jsou takové, které se rekombinují bez vyzáření fotonu; viz také: Temné excitony v uhlíkových nanotrubičkách.
Biexctitony mohou být potenciálně využity v řadě zařízení, např. v kompaktnějších laserech nebo chemických senzorech. Obecně lze podle autorů studie takto realizovat kvantové fáze hmoty, které nejsou dosud příliš známy.

M A Conway et al, Direct measurement of biexcitons in monolayer WS2, 2D Materials (2021). DOI: 10.1088/2053-1583/ac4779
Zdroj: FLEET/Phys.org

Dlouhověcí papoušci jsou chytřejší

Inteligence a délka dožití příslušného druhu spolu obecně nějak korelují, protože obě tyto vlastnosti jsou …

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