Sandwich-style建设:对ultra-low-energy激子电子产品

突破,由博士生马提亚戴克在阿奴,展示了强劲,dissipationless传播的激子与光线之间的高质量的反映。

传统电子产品依赖于流动电子或孔(孔是缺少一个电子,即带正电荷准粒子)。

相反,舰队的阿奴的团队调查了另一种未来电子技术使用激子,因为原则上,他们可以在半导体不消耗能量流动,形成一个集体超流体状态。同时,激子在小说中,积极学习atomically-thin半导体在室温下是稳定的。

尽管这对低能电子承诺和传感器,atomically-thin半导体的性质,包括流动的激子强烈影响障碍或缺陷,可以制造期间推出。

ANU-led舰队团队——中心同事斯文本科技大学和舰队的伙伴机构弗罗茨瓦夫大学耦合atomically-thin材料中的激子光,首次展示他们的远程传播没有任何能量耗散,在室温下。

捕获光在两条平行的高品质反映在光学微腔的激子(物质)来绑定一个光子(光),形成了混合粒子exciton-polariton。相结合是微米级的结构与光学介质夹在ultra-reflective镜子,用来限制光,使其形式exciton-polaritons。

在2021年的研究中,一个新的“sandwich-style”制造过程的光学微腔允许研究人员的损失降到最低atomically-thin半导体和激子和光子之间的相互作用最大化。exciton-polaritons形成在这个结构能够传播能量耗散在几十微米,典型的电子芯片的规模。

一个高质量的光学微腔确保光(光子)组件的寿命exciton-polaritons这些观察的关键。“我们发现exciton-polaritons可以非常稳定,如果微腔结构可以避免破坏脆弱的在制造半导体夹在镜子,”马蒂亚斯说。

“atomically-thin的选择材料的激子旅行远比建设更重要。”

“我们单独制作整个顶部结构,然后把它在半导体机械,像做一个三明治。因此我们避免任何损坏atomically-thin半导体,并保存其激子的性质。”

研究人员优化这个夹层的方法使腔很短,最大化exciton-photon交互。

“这个演示,第一次dissipationless运输室温atomically-thin极化声子TMDC年代的未来,是一个重要的一步ultra-low-energy exciton-based电子,”艾琳娜Ostrovskaya教授说组长(阿奴)。

此外,研究人员证实exciton-polaritons可以传播数十微米的atomically-thin半导体(功能电子产品容易足够远)没有散射材料缺陷。(事实上,这些材料激子的旅行长度显著减少这些缺陷)。exciton-polaritons的高相干性预示着潜在的信息载体。

“这远程,连贯的交通在室温下实现,这是实际应用的重要发展atomically-thin半导体,”马蒂亚斯说。

如果未来的激子的设备是一个可行的、低能耗的替代传统的电子设备,它们必须能够在室温下操作,而不需要能源密集型的冷却。

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