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中国科学家成功操纵了激子界的“绿巨人”里德堡莫尔激子

科技日报记者 陆成宽。绿巨人

在电影《绿巨人》中,中国纵激当人们受到强烈辐射时,科学身体的家成界神秘力量就会被诱发,成为一个拥有超强力量的功操绿巨人。这种现实中难以实现的堡莫事情,在固体中可以通过结构精美的尔激材料来实现。

徐杨团队,绿巨人中国科学院物理研究所特聘研究员,中国纵激首次报道了里德堡莫尔激子的科学实验观测,系统地展示了里德堡激子的家成界可控调节和空间约束。这一结果为基于固态系统的功操里德堡态在量子科学和技术上的应用提供了潜在的途径。相关研究结果于6月30日在《科学》杂志上发表。堡莫

众所周知,尔激原子是绿巨人构成物质的基本微观粒子。当电子被刺激到更外层的轨道上时,原子的电子具有分层排列的特性,形成的原子称为里德堡原子。由于“体型”较大,这种受刺激的原子被生动地称为原子界的巨人。

在半导体材料中,由正电荷和负电荷相互吸引的颗粒称为激子,相应地,激子的刺激状态称为里德堡激子。同样,里德堡激子也是激子界的巨人。就像“绿巨人”拥有超强的力量一样,里德堡激子具有许多有趣的特性,如在半导体中自由移动,并对周围环境的变化做出更大的反应。

20世纪50年代,在半导体材料氧化亚铜中,科学家们首先发现了一种处于激发状态的电子空穴对,即里德堡激子。虽然这种里德堡激子与现代半导体技术更加兼容,但在三维固体系统中,操纵里德堡激子结构稳定的实用设备仍面临着激子态容易缺失、调节参数少等诸多挑战。由于维度的降低和界面效应的增强,二维半导体材料中的里德堡激子为构造稳定的实用设备提供了新的方向。”许杨说。

在过去的几年里,许杨和他的合作伙伴开发了一种光学“里德堡激子检测”方法,即利用里德堡激子状态的二维半导体二硒化钨对周围环境的介电屏蔽敏感性,有效检测附近二维系统中的新奇电子状态。“然而,在这个系统中,里德堡激子态与周围介电层之间的相互作用较弱。如何调节里德堡激子,形成强耦合态,实现空间监禁,已成为亟待解决的问题。”。

一种二维材料魔角旋转方法,在凝聚物理领域,给里德堡激子状态的控制带来了新的机遇。“在这项研究中,我们的实验通过结构角石墨烯形成了周期性的莫尔势陷阱,实现了二维半导体中里德堡激子的可控调节和空间约束。论文第一作者胡倩颖说。

对此,徐阳表示,里德堡莫尔激子态的实验发现,系统地展示了里德堡激子的可控调节和空间约束,为实现里德堡态在量子科学和技术基于固态系统的应用提供了潜在的途径。

(中国科学院物理学院提供的图纸)。

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