Международная группа физиков доказала существование новой формы материи – экситония. Он представляет собой конденсат экситонов – связанных друг с другом электронов и «дырок». Об исследовании говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Как сообщается, образование эксистона происходит в тот момент, когда один из электронов в валентной зоне полупроводника возбуждается и перескакивает в зону проводимости – за ним остается «дырка», которая может рассматриваться как частица с положительным зарядом, связанной с электроном, который перешел в зону проводимости.
Экситон – это бозон, то есть в одном квантовом состоянии может находиться неограниченное число таких частиц (в отличие от одиночных электронов). При очень низких температурах данные бозоны, подобно атомам гелия-4, собираются в одном состоянии с наименьшей энергией, тем самым формируя конденсат Бозе-Эйнштейна. В данной системе квантовые эффекты проявляются на макроскопическом уровне. Это приводит к появлению сверхтекучести.
Существование экситония группа международных ученых доказали при помощи модифицированной спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (EELS). Образцы облучаются электронами, обладающими узким диапазоном энергий, после чего изучаются потери энергии последних. Данный метод позволил физикам измерить коллективные возбуждения спаренных электронов и «дырок». Кристаллы диселенида титана, охлаждаясь до температуры минус 83 градуса Цельсия, порождали мягкую плазмонную фазу, которая является предшественницей экситония.
Подписывайтесь и читайте нас в Telegram.
Читайте также:
Подробнее в сюжете: Научные открытия
