Excitons klingt vielleicht wie der Name der neuesten Popband, ist aber tatsächlich elektrisch neutrale Quasiteilchen.
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Sie existieren nur in halbleitenden und isolierenden Materialien und sind zugänglich in zweidimensionale 2D Materialien nur wenige Atome dick, wie Kohlenstoff und Molybdänit. Unglaublich, wenn diese 2d-Materialien kombiniert werden, zeigen sie Quanteneigenschaften, die keines der beiden Materialien für sich besitzt.
Neue Forschung von Wissenschaftlern an der Universität Tel Aviv untersucht die Erzeugung von Exzitonen in 2D-Materialien in einem beispiellosen kleinen Zeitrahmen und mit einer außerordentlich hohen räumlichen Auflösung. "Unsere neue Bildgebungstechnologie erfasst die Bewegung von Exzitonen in einem kurzen Zeitrahmen und im Nanometerbereich", Dr. Mrejen. sagt .
Neue Technologie findet Anwendung für photonikbasierte Quantencomputer
"Dieses Werkzeug kann äußerst nützlich sein, um in den ersten Augenblicken, in denen Licht auf das Material einwirkt, einen Blick in die Reaktion eines Materials zu werfen. Mit solchen Materialien kann das Licht erheblich verlangsamt werden, um es zu manipulieren oder sogar zu speichern, was sehr gefragt istfür die Kommunikation und für die Photonik Quantencomputer ", erklärt Prof. Suchowski.
"Aus Sicht der Instrumentenfähigkeit eröffnet diese Tour de Force neue Möglichkeiten, die ultraschnelle Reaktion vieler anderer Materialsysteme in anderen Spektrumbereichen zu visualisieren und zu manipulieren, beispielsweise im mittleren Infrarotbereich, in dem sich viele Moleküle befindenvibrieren."
Das Verständnis der Bewegung von Quantenteilchen öffnet Türen zu vielen anderen Forschungsprojekten mit dem Labor und darüber hinaus.
Hohe Auflösungen eröffnen neue Möglichkeiten
Um ihre Arbeit abzuschließen, die Wissenschaftler entwickelte eine einzigartige raumzeitliche Bildgebung Technik im Femtosekunden-Nanometer-Maßstab und beobachtete Exzitonen-Polaritonen-Dynamik in Wolframdiselenid, einem Halbleitermaterial, bei Raumtemperatur.
Das Exzitonenpolariton ist ein Quantenobjekt, das aus der Verschmelzung von Licht und Materie entsteht. Dank der Fortschritte der letzten Jahre können Wissenschaftler diese Wechselwirkungen in einer höheren räumlichen und zeitlichen Auflösung als je zuvor beobachten.
Haims Femto-Nano-Labor arbeitet daran, die extremen Auflösungsfähigkeiten von Raum und Zeit zusammenzuführen, um die raumzeitliche ultraschnelle Dynamik im Nanobereich zu beobachten. Das Labor ist besonders daran interessiert, die ultraschnelle Dynamik heißer Elektronen und die damit verbundenen nichtlinearen Effekte in plasmonischen Nano- zu untersuchen.Strukturen und Metamaterialien . '
Haim sagt, das aktuelle Ziel des Labors sei es, "den Einfluss der Geometrie und Umgebung von Nanopartikeln auf die räumlich-zeitliche Entwicklung heißer Elektronen und ihre Beziehung zur nichtlinearen optischen Erzeugung zu verstehen."
Haim und sein Labormitglieder Sie sind motiviert durch das Ziel, theoretische mikroskopische Modelle mit neuartigen experimentellen Messmethoden zu kombinieren. Es ist bekannt, dass sie Arbeiten ausführen, die pulsformbasierte Messungen, ultraschnelle Pump-Probe-Spektroskopie, ultrakurze Lichtquellen und Nahfeldmikroskopie umfassen.
Das Labor hat derzeit drei Postdoc- und Forschungswissenschaftler, sechs Doktoranden und fünf Masterstudenten.