Uus kvaasiosake, mis on osaliselt aine, osaliselt valgus, on ilmnenud USA New Yorgi linnakolledži teadlaste katsetes, jälgides seda, ühendades valguse üliõhukeste kahemõõtmeliste antiferromagnetitega. Töö võib avaldada mõju sellistele seadmetele nagu laserid või digitaalne andmesalvestus.
Valguse tugev sidumine ainega on tuntud viis kvantmaterjalide insenertehniliste omaduste, nagu magnetism, ülijuhtivus ja ferroelektrilisus. Üks võimalus seda teha on interaktsioonide loomine elementaarosakeste ja optiliste mikroõõnsuste vahel, mis on struktuurid, milles valgus peegeldub edasi-tagasi kahe või enama peegli vahel.
Footonite tugevalt sidumine spin-korrelatsiooniga eksitonitega
Uues töös juhivad teadlased Vinod Menon uuris materjali keemilise valemiga NiPS3. See materjal kuulub keemilisse perekonda, mida tuntakse siirdemetallide tiofosfaatidena ja kondenseeritud aine füüsikud tunnevad seda van der Waalsi (vdW) magnetisolaatorina – see on kahemõõtmeline materjal, mis sisaldab tugevalt korrelatsioonis olevaid osakesi, mis tekitavad erinevaid. elektroonika- ja magnetfaasid.
Kui teadlased asetasid üliõhukese NiPS-i virna3 optilise mikroõõnsuse kihtides täheldasid nad tugevat sidet materjalis olevate spin-korrelatsiooniga eksitonite (elektron-augu paaridest koosnevad kvaasiosakesed) ja õõnsuse peeglite vahele jäänud footonite vahel. Sellest footon-eksitoni sidestusest tekkis varem jälgimata kvaasiosakeste tüüp, mida tuntakse eksiton-polaritonina, millel on eksitonite, footonite ja spinnide omadused.
Osa valgust, osa mateeriat
Kuna need uued kvaasiosakesed on tegelikult "osavalgus", käituvad nad paljudes aspektides nagu footonid, ütleb Florian Dirnberger, kes on artikli juhtiv autor Loodus Nanotehnoloogia töö kallal. "Nende aineosa tuleneb aga magnetmaterjalist, nii et selle omadused on tugevalt seotud materjali antiferromagnetilise järjestusega," lisab ta. "See põhjustab tugevat lineaarset polarisatsiooni."
Topoloogilises isolaatoris ilmneb anomaalne Josephsoni efekt
Teadlaste sõnul on selline valguse ja magnetiliste materjalide ühendamise lähenemisviis paljutõotav tee tõhusate magneto-optiliste efektide suunas, mida võib kasutada laserites ja digitaalsetes andmesalvestustes. Veelgi enam, uut magnetiliste kvaasiosakeste klassi saab kasutada kvanttransduktsiooniks madala sagedusega magnonite (materjali spin-magnetmomentide kollektiivsed võnkumised), kõrgsageduslike eksitonite ja nähtava valguse vahel.
Meeskonna liikmed väidavad, et nad kavatsevad nüüd oma uuringut laiendada, et paremini mõista kvantelektrodünaamilise vaakumi rolli kvantmaterjalide optilistesse õõnsustesse paigutamisel. Nad loodavad realiseerida mateeria uudseid kvantfaase, millel pole klassikalise (termodünaamilise tasakaalu) režiimi vastet.
