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:

_ Noi date dintr un studiu japonez: Omicron supravieţuieşte mai mult pe plastic şi pe piele decât variantele anterioare

_ Plantele „extreme” cresc mai repede în fața stresului

Războiul din Ucraina, ziua 123. Trupele lui Zelenski pierd teren în faţa Rusiei: „Vom lupta să ne recuperăm pământurile. Războiul poate fi dur, uneori”

_ Lizzie Waley de la Sundae este în spatele colecției de spălătorie pentru corp „frișcă” din Priceline și Woolworths

_ Expertul în întâlniri dezvăluie EXACT ce trebuie să faci pentru a găsi dragostea online

_ RUPTĂ: Putin se �ntoarce de urgență la Kremlin s�mbătă seara � Motiv necunoscut � VIDEO

_ METEO Bucureşti. Ploi, descărcări electrice şi temperaturi în scădere

_ O persoană moare și alte patru sunt rănite atunci când șoferul lovește pietonii în Brooklyn

_ Lily Anne Harrison își arată umflătura în creștere în timp ce logodnicul Peter Facinelli lasă un comentariu obraznic

_ Vremea o ia razna în București: ANM a emis prognoza specială. Vin ploi puternice

_ David Koch de la Sunrise suferă un dezastru pe aeroport, deoarece bagajele lui sunt dispărute după ce a sosit în Marea Britanie

_ Până când vrea să rămână la putere Boris Johnson. Premierul britanic încearcă să bată recordul longevităţii pe poziţia sa

_ Tori Spelling se îmbracă cu o rochie galbenă fluidă în timp ce își duce copiii la premiera filmului Minions: The Rise of Gru

_ Abbie Chatfield împărtășește o fotografie cu ea însărcinată în șase săptămâni, cu o zi înainte de a avorta

_ Războiul civil al boxului pentru presupusul stăpân al bandei Daniel Kinahan care se îndreaptă spre Înalta Curte

_ Ținta lui Manchester United, Antony, ratează prima zi de antrenament la Ajax pe fondul interesului de transfer

_ Hailey Bieber țâșnește peste panoul masiv pentru noua ei linie de îngrijire a pielii Rhode la Hollywood

_ Discuţiile nucleare dintre SUA-Iran vor fi reluate zilele următoare. Uniunea Europeană joacă rolul de mediator

_ Lisa Curry ține o mică adunare de familie la ceea ce ar fi fost împlinirea a 35 de ani a fiicei regretate Jaimi

_ China se scutură de măsurile comuniste: Școlile din Shanghai se deschid

_ Christian Pregnancy Center din Colorado a luat foc după ce Obama activează trupele de șoc �n urma deciziei Curții Supreme privind Roe v Wade

_ Paul McCartney flutură steagul Ucrainei în timpul setului său istoric de la Glastonbury

_ Dave Grohl apare pe scena cu Sir Paul McCartney la Glastonbury

_ Șoferii ucigași ar putea primi condamnări pe viață în temeiul noilor legi care vor intra în vigoare săptămâna aceasta

_ Testul genetic ar putea spune dacă operația la șold va eșua

_ Manchester United NU dorește să-l vândă pe Cristiano Ronaldo și se așteaptă să revină în sezonul viitor

_ Rory McIlroy se confruntă cu O ALĂ gaură dezordonată la Travelers și termină la o egalitate în opt pentru locul 31

_ Fostul star NRL a lăsat un tetraplegic într-un accident de pe teren rupe tăcerea chiar înainte ca soția sa să nască

_ VIDEO O filipineză câștigă concursul pentru transsexuali din Thailanda

_ Katherine Ryan spune că și-a ascuns sarcina de teamă că nu va pierde oportunitățile de muncă

_ Mesaj de importanță națională transmis de Klaus Iohannis, Nicolae Ciucă și Vasile Dîncu, duminică dimineață

_ Matt Doran STORMS OFF Weekend Sunrise în timpul unei gafe în aer... după interviul său rătăcit cu Adele

_ Todd Carney pare abătut după ce fosta logodnică a lui MAFS, Susie Bradley, a fost transportată de urgență la spital

_ Michelle Keegan „încasează 2,5 milioane de lire sterline pe an”, deoarece ea și Mark Wright sunt cel mai bogat cuplu tânăr de la TV

_ Norman se uită la Mondiale după încă 400 de metri impresionante la probe

_ FIFA este criticată de experți pentru că a continuat să pună jucătorii în pericol de leziuni cerebrale

_ Starul Geelong Tom Stewart este în apă fierbinte după ce l-a ciocănit pe Dion Prestia cu un cot bolnav.

_ Bărbat care dă în judecată NHS pentru o intervenție chirurgicală trans, despre care regretă că a renunțat cu curaj la anonimat pentru a-și împărtăși calvarul

_ Secretarul de presă al Casei Albe spune că Biden nu este de acord cu �mpachetarea Curții Supreme

_ Kelly Bensimon își arată silueta incredibilă în timp ce îmbracă un bikini portocaliu șir în Miami Beach

_ Married At First Sight starul Chris Jensen și petrecerea de logodnă a lui Tayla Made

_ Rusia continuă loviturile cu rachete asupra Ucrainei - Atac masiv asupra Kievului

_ Erika Jayne o ține casual în negru pentru o zi spa în West Hollywood

_ Ben Stiller și John Turturro arată bine în timp ce participă la Festivalul de film de la Nantucket

_ După industria auto, și cea a avioanelor e luată în colimator de lupta anti noxe: Comisia Europeană anunță o nouă alianță

_ Ion Cristoiu: Capitularea necondiţionată s-a vrut – şi a fost chiar – formula prin care Aliaţii l-au liniştit pe Stalin

_ Cum a ajutat răposatul frate mai mare al lui Liam Martin să transforme starul NSW Origin în cel mai urat bărbat din Queensland

_ De ce New York are tot ce ai nevoie pentru o vacanță perfectă de vară în oraș

_ Vecinii „vor primi concediul pe care îl merită” la AACTA, după un adio slab al Premiilor Logie

_ HOROSCOP 26 iunie 2022. O duminică memorabilă pentru patru zodii. Planurile lor merg nesperat de bine

_ Abbie Chatfield împărtășește o fotografie cu ea însărcinată în șase săptămâni, cu o zi înainte de a avorta

_ URMĂȚI �N DIRECT PE RSBN: Mitingul Trump Salvați America din Mendon, Illinois � 19:00 Central

_ Ora de începere Anglia vs India a fost anticipată la 10:30 în loc de intervalul obișnuit de 11

_ Emma Răducanu insistă că este pe deplin în formă înainte de debutul ei la Wimbledon Center Court

_ Sir Paul McCartney împarte părerile în timp ce proiectează clipul lui Johnny Depp pe scena de la Glastonbury

_ Paul McCartney devine cea mai bătrână vedetă solo care a fost titlul de titlu pentru Glastonbury - și îl proiectează pe Johnny Depp pe ecran

_ VEZI: Mick Maguire DISTRUGE RINO Mark Brnovich și eșuează ancheta privind frauda alegătorilor la Forumul de candidați la Senatul AZ

_ Guvernul se întrece pentru a găsi sursa primului focar de poliomielita din Marea Britanie în aproape 40 de ani

_ Sir Paul McCartney își oprește setul de afiș de la Glastonbury pentru a-l verifica pe membrul bolnav al mulțimii

_ JOHN LLOYD: Este timpul ca Wimbledon să reducă cei 32 de cap de serie la 16


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12

Nr. de articole la aceasta sectiune: 718, afisate in 12 pagini.