দ্বি-স্তরযুক্ত মলিবডেনাম ডিসালফাইড a ভ্যান ডার ওয়ালস উপাদান, যেখানে একটি উপযুক্ত পরীক্ষামূলক সেটআপ ব্যবহার করে ইলেকট্রন উত্তেজিত হতে পারে। এই ইলেক্ট্রনগুলি পরে ভ্যালেন্স ব্যান্ডে তাদের অবস্থান ছেড়ে, একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত গর্ত রেখে, এবং পরিবাহী ব্যান্ডে প্রবেশ করে।
যেহেতু ইলেক্ট্রন এবং গর্তের চার্জ আলাদা, তারা একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট হয় এবং একত্রিত হয়ে a গঠন করে quasiparticle. পরেরটি উপাদানের মধ্যে অবাধে চলাচল করতে পারে এবং এটি একটি ইলেক্ট্রন-হোল জোড়া বা এক্সাইটন হিসাবেও পরিচিত।
আলোর সাথে উত্তেজনার ফলে দুই স্তর বিশিষ্ট মলিবডেনাম ডিসালফাইডে দুটি ভিন্ন ধরনের ইলেক্ট্রন-হোল জোড়া হয়: ইন্ট্রালেয়ার পেয়ার, যেখানে ইলেকট্রন এবং হোল উপাদানের একই স্তরে স্থানীয়করণ করা হয় এবং ইন্টারলেয়ার জোড়া, যেখানে ইলেকট্রন এবং গর্ত অবস্থিত। বিভিন্ন স্তর এবং এইভাবে স্থানিকভাবে আলাদা।
এই দুটি বৈচিত্র্যের ইলেক্ট্রন-হোল দম্পতি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। হালকা এবং ইন্ট্রালেয়ার দম্পতিরা আক্রমনাত্মকভাবে যোগাযোগ করে, যার ফলে তারা তীব্রভাবে জ্বলে ওঠে। অন্যদিকে, ইন্টারলেয়ার excitons যথেষ্ট দুর্বল কিন্তু বিভিন্ন শক্তিতে স্থানান্তরিত হতে পারে, যা বিজ্ঞানীদের শোষিত তরঙ্গদৈর্ঘ্য সামঞ্জস্য করতে দেয়। ইন্টারলেয়ার এক্সিটনস, ইন্ট্রালেয়ার এক্সিটনের মতো, একে অপরের সাথে অত্যন্ত শক্তিশালী, অরৈখিক মিথস্ক্রিয়া রয়েছে। ইন্টারলেয়ার এক্সিটনগুলি পরিবেশন করতে পারে এমন অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এই মিথস্ক্রিয়াগুলি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
এখন, পদার্থবিজ্ঞান বিভাগের অধ্যাপক রিচার্ড ওয়ারবার্টনের নেতৃত্বে গ্রুপের গবেষকরা এবং সুইস ন্যানোসায়েন্স ইনস্টিটিউট (এসএনআই) বাসেল বিশ্ববিদ্যালয় এই দুই ধরনের ইলেকট্রন-হোল জোড়াকে একই শক্তিতে এনে জোড়া দিয়েছে।
ইন্টারলেয়ার এক্সিটন সামঞ্জস্য করার কারণে এটি সম্ভব হয়েছিল। ফলস্বরূপ কাপলিং দুই ধরনের ইলেক্ট্রন-হোল জোড়ার বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে, যা বিজ্ঞানীদের একত্রিত কণাগুলিকে টেইলর করার অনুমতি দেয় যেগুলি শুধুমাত্র খুব উজ্জ্বল নয় কিন্তু খুব দৃঢ়ভাবে ইন্টারঅ্যাক্টও করে।
লুকাস স্পনফেল্ডনার, এসএনআই পিএইচডি-তে ডক্টরাল ছাত্র। স্কুল এবং কাগজের প্রথম লেখক Phys.org বলেছেন, "এটি আমাদের উভয় ধরণের ইলেক্ট্রন-হোল জোড়ার দরকারী বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করতে দেয়। এই একত্রিত বৈশিষ্ট্যগুলি পৃথক ফোটনগুলির একটি অভিনব উত্স তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা এর মূল উপাদান কোয়ান্টাম যোগাযোগ. "
বিজ্ঞানীরা আরও দেখিয়েছেন যে ইলেক্ট্রন-হোল জোড়ার এই জটিল সিস্টেমটি মেকানিক্স বা ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্র থেকে ক্লাসিক্যাল মডেল ব্যবহার করে সিমুলেট করা যেতে পারে।
অধ্যাপক রিচার্ড ওয়ারবার্টন বলেছেন, "বিশেষ করে, ইলেক্ট্রন-হোল জোড়াকে খুব কার্যকরভাবে দোদুল্যমান ভর বা সার্কিট হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। এই সহজ এবং সাধারণ সাদৃশ্যগুলি আমাদেরকে শুধুমাত্র মলিবডেনাম ডিসালফাইডেই নয় বরং অন্যান্য অনেক উপাদান এবং প্রেক্ষাপটেও সংযুক্ত কণার মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে আরও ভালভাবে বুঝতে সাহায্য করে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- লুকাস স্পনফেল্ডনার এট আল।, বিলেয়ার এমওএস 2-এ ক্যাপাসিটিভলি এবং ইন্ডাকটিভলি কাপল এক্সিটনস, দৈহিক পর্যালোচনা চিঠি (2022)। ডিওআই: 10.1103/PhysRevLett.129.107401
