14:08
Comentarii Adauga Comentariu

_ Tunable quantum traps for excitons

_ Tunable quantum traps for excitons

Researchers at ETH Zurich have succeeded for the first time in trapping excitons—quasiparticles consisting of negatively charged electrons and positively charged holes—in a semiconductor material using controllable electric fields. The new technique is important for creating single photon sources as well as for basic research.

In semiconductor materials, electric current can be conducted both by electrons and by positively charged holes, or missing electrons. Light hitting the material can also excite electrons to a higher energy band, leaving behind a hole in the original band. Through electrostatic attraction, the electron and the hole now combine to create a so-called exciton, a quasiparticle that, as a whole, behaves like a neutral particle. Because of their neutrality, so far is has been difficult to hold excitons at a specific point inside a material.

A team of scientists led by Ataç Imamoğlu, professor at the Physics Department, Puneet Murthy, postdoc in his group, and David Norris, professor at the Department of Mechanical and Process Engineering, have now succeeded for the first time in trapping excitons in a tiny space using controllable electric fields, and also demonstrating the quantization of their motion. The researchers hope that their results, recently published in the scientific journal Nature, will lead to progress towards applications in optical technologies as well as to new insights into fundamental physical phenomena.

An important interface

"Excitons play an important role at the interface between semiconductors and light," says Murthy. They are used, for instance, in light sensors, solar cells or even novel single photon sources for quantum technologies. To trap them in a controlled way has been an ambitious goal of solid state physics research for many years.

The researchers at ETH create their exciton traps by sandwiching a thin layer of the semiconductor material molybdenum diselenide between two insulators and adding and electrode on the top and bottom. In this configuration, the top electrode only covers part of the material. As a result, applying a voltage creates an electric field whose strength depends on the position inside the material. This, in turn, causes positively charged holes to accumulate inside the semiconductor directly underneath the top electrode, whereas elsewhere negatively charged electrons pile up. In the plane of the semiconductor, an electric field thus arises in between those two zones.

Quantized exciton motion

"This electric field, which changes strongly over a short distance, can very effectively trap the excitons in the material," explains Deepankur Thureja, Ph.D. student and lead author of the paper who carried out the experiments together with Murthy. Although the excitons are electrically neutral they can be polarized by electric fields, which means that the electron and the hole of the exciton are pulled a bit farther apart. This results in an electric dipole field, which interacts with the external field and thus exerts a force on the exciton.

To experimentally demonstrate that this principle actually works, the researchers illuminated the material with laser light of different wavelengths and measured the light reflection in each case. Doing so, they observed a series of resonances, meaning that at certain wavelengths the light was reflected more strongly than expected. Furthermore, the resonances could be tuned by changing the voltage on the electrodes. "For us, that was a clear sign that the electric fields created a trap for the excitons, and that the motion of the excitons inside that trap was quantized," Thureja says. Quantized here means that the excitons can only take on certain well-defined energy states, much like electrons inside an atom. From the positions of the resonances Imamoğlu and his co-workers were able to deduce that the exciton trap created by the electric fields was less than ten nanometers wide.

Applications in quantum information processing

Such strongly trapped excitons are extremely important both for practical applications and basic questions, says Murthy: "Electrically controllable exciton traps were a missing link in the chain up to now." For instance, physicists can now string together many such trapped excitons and adjust them in such a way that they emit photons having exactly the same properties. "That would allow one to create identical single photon sources for quantum information processing," Murthy explains. And Imamoğlu adds: "Those traps also open up new perspectives for basic research. Amongst other things, they will enable us to study nonequilibrium states of strongly interacting excitons."


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Brooke Blurton spune că „vulnerabilitatea este forță” în timp ce ajunge pe coperta revistei Women's Health

_ Antrenorul lui Jai Opetaia recunoaște că nu a observat maxilarul rupt al luptătorului pentru NOUĂ RUDE în câștigarea titlului

_ Ducesa de York se întâlnește cu Nancy Dell'Olio în Italia

O Nouă MIZERIE SCÂRBOASĂ PROGRESISTĂ. Noul serial animat pentru copii de la Disney Baymax! arată un bărbat transsexual cumpărând tampoane de la un supermarket

_ RoDrift Games revine la Constanţa după 6 ani

_ Îngerul lui Charlie, Jaclyn Smith, în vârstă de 76 de ani, împărtășește secretul ei surprinzător pentru a rămâne tânără

_ Bunica lui Justin Bieber, Kathy, ar fi implicată într-un accident de mașină în Ontario.

_ Un consumator competitiv spune cum mănâncă până la 10.000 de calorii pe zi

_ Ion Cristoiu: Cumplitul dispreţ faţă de viaţa unui de om

_ Watchdog care investighează afirmațiile Prințul Charles l-a onorat pe Lord Brownlow care și-a salvat eco-satul

_ MAFS Conflictul juridic al lui Bryce Ruthven cu ARN, deoarece el cere 200.000 USD pentru „câștiguri pierdute”

_ Un fost ministru al Culturii în Ucraina, acum soldat, povesteşte ce observă cu dronele la armata ruşilor: Nu vor să se lupte, se ascund şi beau ca bureţii

_ Joe Turkel, care a avut roluri memorabile în The Shining și Blade Runner, a murit la vârsta de 94 de ani

_ Sapa asta! Dior lansează un set de instrumente pentru grădinărit, care include săpătură, greblă și scaun... cu un preț de 7.100 GBP

_ Val de căldură peste Bucureşti: Capitala se topeşte la 36 de grade

_ ROSIE GREEN: Ar trebui să am încredere în el sau să-l urmăresc?

_ EMILY PRESCOTT: Euan, fiul lui Tony Blair, implicat într-o dispută de planificare cu vecinul său de alături

_ Ciclist, 50 de ani, are în sfârșit încrederea să poarte pantaloni scurți

_ Starul lui Sydney Swans Luke Parker, fostul antrenor de la Collingwood Nathan Buckley povestesc amintirile lui Tony Armstrong

_ La ordinul lui Puti, cel mai bun portar de hochei pe gheaţă al Rusiei a fost arestat pentru dezertare

_ Putin cere mobilizarea industrială a Rusiei: Moscova recunoaşte că nu mai are arme şi muniţie

_ Starul MAFS Jackson Lonie amenință că îi da în judecată Kyle și Jackie O pentru că a difuzat un clip de la OnlyFans.

_ „Hărțuitorul” Taylor Swift erupe furios în timpul ședinței de judecată din NYC

_ Machine Gun Kelly poartă jachetă neagră decupată și pantaloni roz la Summerfest Music Festival

_ Fiica lui Gwyneth Paltrow și Chris Martin, Apple Martin, în vârstă de 18 ani, arată la fel de viguros ca întotdeauna în New York

_ Moment, o femeie, în vârstă de 68 de ani, a înotat cu disperare înapoi la țărm „după ce și-a pierdut un braț și un picior” în atacul rechinilor din Egipt

_ Lana Del Rey își aruncă o privire din stomac în timp ce își ia prânzul și o cafea cu gheață în Studio City

_ Tory se angajează să construiască 40 de spitale până în 2030, în curs de revizuire din cauza preocupărilor privind „valoarea prețului banilor”

_ �ncă doi senatori ai statului AZ primesc citații de la banda din 6 ianuarie a lui Liz Cheney, după alegerile din Arizona, care s-au dovedit a fi manipulate și furate

_ Adele dezvăluie reacțiile după ce a abandonat concertele din Las Vegas ia făcut-o să se simtă ca „o coajă a unei persoane”

_ Cel mai urât bărbat de pe internet: Charlotte Laws își dezvăluie lupta pentru a-l aduce pe Hunter Moore în fața justiției

_ Antrenorul personal ne împărtășește mesele delicioase pe care le pregătește zilnic pentru a-și menține fizicul tonifiat

_ Nicole Scherzinger afișează o prezentare plină de buste în timp ce merge mână în mână cu iubitul ei Thom Evans

_ LISTA CHIC: Ghidul meu de supraviețuire pentru sezonul petrecerilor, spune Joanne Hegarty

_ Războiul goleşte Ucraina: Creşte numărul vecinilor ajunşi în România

_ Fanii sunt înnebuniți pentru retragerea iconică a lui Israel Adesanya, în timp ce acesta îi aduce un omagiu starului WWE The Undertaker

_ Brooke Blurton și Today's Brooke Boney conduc sosirile la National NAIDOC Week Awards

_ IAN HERBERT: Heather Watson i se cuvine momentul ei în lumina soarelui

_ Ian Thorpe se bucură de o excursie fastuoasă la Bora Bora „la bordul iahtului de lux Arctic P al lui James Packer”

_ Viața mea în mâncare: am împlinit vârsta de 80 de ani fără să gătesc o cină de Crăciun, spune Dame Susan Hill

_ Alan Carr este într-o dispoziție emoționantă în timp ce urmărește concertul BST al bunei prietene Adele la Festivalul Hyde Park

_ Jaclyn Smith, 76 de ani, îi spune Helenei de Bertodano despre supraviețuirea Hollywoodului anilor 1970

_ „Funcționarii publici se luptă împotriva reformelor din Brexit pentru că încă vor să fie în UE”

_ Adele a susţinut primul său concert cu public din ultimii 5 ani. Un eveniment i-a întrerupt prestaţia

_ Adele arată plină de farmec în rochie strălucitoare, fără umăr, cu paiete, la Festivalul BST Hyde Park

_ Dyson Supersonic este cel mai bun partener de călătorie pentru escapada de iarnă

_ Britney Spears împărtășește o postare emoționantă despre sănătatea mintală și se plânge: „Încerc să rămân recunoscătoare”

_ Fanii Insulei Iubirii în cuci în timp ce băieții fac glume fetelor cu text fals și Davide se îmbracă în „Abby”

_ Britanicii se îngrămădesc în hotspot-uri europene pentru a cumpăra bunuri de designer, apoi recuperează o cincime din cost

_ EVALUAREA JUCĂTORILOR: Faletau a fost imens, dar Lewis a avut o perioadă dificilă, deoarece Țara Galilor a suferit o înfrângere agonizantă

_ Camila Cabello trăiește „viața bună” îmbrăcată într-un ansamblu de plajă din Miami

_ Secretarul pentru sănătate, Sajid Javid, renunță la funcția de Chief People Officer al NHS pentru a economisi 200.000 de lire sterline pe an

_ Un aliat al lui Putin a cedat în faţa protestelor. Stare de urgenţă în ţară

_ Factorul Biden: Arabia Saudită este �n discuții pentru a se alătura coaliției BRICS cu China și Rusia și pentru a se �ndepărta de SUA cu consecințe potențial explozive

_ David Beckham împărtășește un clip adorabil al fiicei Harper, în vârstă de 10 ani, făcând zoom abil cu rolele

_ Revenirea Africii de Sud în repriza a doua îi respinge Țării Galilor o victorie istorică, în ciuda încercării târzii de egalare

_ Richard Wilkins spune că „nu a tresărit” când l-a văzut pe fiul Christian într-o rochie fără spate la Logies

_ Mia Fevola se bucură de o „prietenie strânsă” cu jucătorul de fotbal Daniel Grant

_ HOROSCOP Duminică, 3 iulie – O dimineaţă de plină de neprevăzut. După-amiază, lucrurile se calmează

_ Supa Heinz costă cu 40% mai mult din cauza creșterii prețurilor la roșii și a lipsei de muncitori din fabrică


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10

Nr. de articole la aceasta sectiune: 556, afisate in 10 pagini.