“Excitons” podem soar como o nome de uma banda pop, mas, na verdade, são quase-partículas eletricamente neutras.
Eles existem apenas em materiais semicondutores e isolantes e podem ser acessados ??em materiais bidimensionais (2D) com apenas alguns átomos de espessura, como carbono e molibdita. Incrivelmente, quando esses materiais 2D são combinados, eles exibem propriedades quânticas que nenhum dos materiais possui por si só.
Novas pesquisas de cientistas da Universidade de Tel Aviv exploram a geração de excitons em materiais 2D dentro de um pequeno período de tempo sem precedentes e com uma resolução espacial extraordinariamente alta. “Nossa nova tecnologia de imagem captura o movimento de excitons em um curto espaço de tempo e em escala nanométrica”, diz Dr. Mrejen.
A nova tecnologia tem aplicação para computadores quânticos baseados em fotônica
“Essa ferramenta pode ser extremamente útil para espiar a resposta de um material nos primeiros momentos em que a luz a afetou. Esses materiais podem ser usados ??para diminuir significativamente a luz para manipulá-la ou até armazená-la, que são recursos muito procurados para comunicações. e para computadores quânticos baseados em fotônica “, explica o professor Suchowski.
“Do ponto de vista da capacidade do instrumento, esse tour de force abre novas oportunidades para visualizar e manipular a resposta ultrarrápida de muitos outros sistemas de materiais em outros regimes de espectro, como a faixa de infravermelho médio em que muitas moléculas vibram. “
A compreensão do movimento de partículas quânticas abrirá portas para muitos outros projetos de pesquisa com o laboratório e além.
Altas resoluções abrem novas possibilidades
Para concluir seu trabalho, os cientistas desenvolveram uma técnica de imagem espaço-temporal única na escala femtosegundo-nanométrica e observaram a dinâmica exciton-polariton no diseleneto de tungstênio, um material semicondutor, em temperatura ambiente.
O exciton-polariton é um objeto quântico formado a partir da fusão de luz e matéria. Os avanços nos últimos anos agora permitem que os cientistas observem essas interações em maior resolução espacial e temporal do que nunca.
O Laboratório Femto-Nano de Haim trabalha para mesclar os recursos de resolução extrema do espaço e do tempo, a fim de observar a dinâmica ultra-rápida espaço-temporal na nanoescala. O laboratório está particularmente interessado em “explorar a dinâmica ultra-rápida dos elétrons quentes e os efeitos não-lineares relacionados em nanoestruturas plasmáticas e metamateriais”.
Haim diz que o objetivo atual do laboratório é “entender o efeito da geometria e do ambiente das nanopartículas na evolução espaço-temporal dos elétrons quentes e sua relação com a geração óptica não linear”.
Haim e seus membros do laboratório são motivados pelo objetivo de combinar modelos microscópicos teóricos com novos métodos de medição experimental; eles são conhecidos por realizar trabalhos que incluem medições baseadas em modelagem de pulso, espectroscopia de sonda com bomba ultrarrápida, fontes de luz ultracurtas e microscopia de campo próximo .
Atualmente, o laboratório possui três cientistas de pós-doutorado e pesquisa, seis Ph.D. alunos e cinco alunos de mestrado.
Publicado em 11/12/2019
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