Открытие станет основой для технологий будущего, включая квантовые компьютеры и сверхбыструю оптоэлектронику.
Международная группа исследователей совершила прорыв в понимании фундаментальных процессов в полупроводниках, впервые напрямую наблюдав, как свет и колебания кристалла движутся в унисон. В нанокристаллах перовскита ученые зафиксировали полностью когерентное взаимодействие между электронными возбуждениями и атомной решеткой, что открывает путь к созданию принципиально новых квантовых устройств. Результаты исследования могут стать основой для квантовых компьютеров и сверхбыстрой оптоэлектроники, пишет Phys.org.
В основе открытия лежит наблюдение за тем, как экситон — связанная пара из электрона и «дырки», созданная светом, — взаимодействует с фононами, квантами колебаний кристаллической решетки. В обычных материалах колебания атомов быстро разрушают квантовые состояния, создавая «шум». Однако в нанокристаллах перовскита галогенидов свинца исследователи обнаружили поразительное исключение. При сверхнизкой температуре в 2 Кельвина квантовое состояние сохраняло свою целостность в течение рекордных 10 пикосекунд.
Используя сверхкороткие лазерные импульсы, ученые наблюдали так называемые квантовые биения — ритмичные колебания, возникающие при интерференции квантовых волн. Эти биения наглядно демонстрировали, как экситон и колебания решетки обмениваются энергией, образуя единое квантовое состояние.
Источник: hi-tech.mail.ru