Excitons podem soar como o nome da última banda pop, mas, na verdade, são quase-partículas eletricamente neutras. Eles só existem em materiais semicondutores e isolantes, e podem ser acessados em materiais bidimensionais (2D) com poucos átomos de espessura, como carbono e molibdenita. Inacreditavelmente, quando esses materiais 2D são combinados, eles exibem propriedades quânticas que nenhum desses materiais possui sozinho.
Uma nova pesquisa de cientistas da Universidade de Tel Aviv explora a geração de excitons em materiais 2D dentro de um período de tempo pequeno sem precedentes e com uma resolução espacial extraordinariamente alta. “Nossa nova tecnologia de imagem captura o movimento de excitons em um curto espaço de tempo e em escala nanométrica”, diz o Dr. Mrejen.
NOVA TECNOLOGIA TEM APLICAÇÃO PARA COMPUTADORES QUÂNTICOS BASEADOS EM FOTÔNICA
“Essa ferramenta pode ser extremamente útil para dar uma olhada na resposta de um material nos primeiros momentos em que a luz o afetou. Essas partículas podem ser usadas para desacelerar significativamente a luz para manipulá-la ou até mesmo armazená-la, recursos altamente procurados para comunicações e para computadores quânticos baseados em fotônica”, explica Prof. Suchowski.
“Do ponto de vista da capacidade do instrumento, este tour de force abre novas oportunidades para visualizar e manipular a resposta ultrarrápida de muitos outros sistemas de material em outros regimes de espectro, como o alcance do infravermelho médio em que muitas moléculas vibram.”
Entender o movimento de partículas quânticas abrirá portas para muitos outros projetos de pesquisa em laboratório e além.
RESOLUÇÕES ALTAS ABREM NOVAS POSSIBILIDADES
Para completar seu trabalho, os cientistas desenvolveram uma técnica de imagem espaço-temporal única na escala nanométrica de femtossegundo e observaram a dinâmica exciton-polariton no disseleneto de tungstênio, um material semicondutor, à temperatura ambiente.
O exciton-polariton é um objeto quântico formado a partir de uma fusão de luz e matéria. Os avanços nos últimos anos permitem agora que os cientistas observem essas interações em maior resolução espacial e temporal do que nunca.
O Laboratório Femto-Nano da Haim trabalha para mesclar as capacidades de resolução extrema do espaço e do tempo, a fim de observar a dinâmica ultra-rápida espaço-temporal na nanoescala. O laboratório está particularmente interessado em “explorar a dinâmica eletrônica ultra rápida e os efeitos não lineares relacionados em nanoestruturas e metamateriais plasmônicos”.
Haim diz que o objetivo atual do laboratório é “entender o efeito da geometria e do ambiente das nanopartículas na evolução do elétron espácio-temporal quente e sua relação com a geração óptica não-linear”.
Haim e seus membros do laboratório são motivados pelo objetivo de combinar modelos microscópicos teóricos com novos métodos experimentais de medição, eles são conhecidos por fazerem trabalhos que incluem medições baseadas em modelagem de pulsos, espectroscopia ultra rápida de sonda de bomba, fontes de luz ultracurtas e microscopia de campo próximo.
FONTE / Interesting Engineering
Uma versão deste artigo foi publicada anteriormente em 11 de Março de 2019.
