激子为更高效的电子产品铺平了道路

他们是第一个在室温下控制激子流动的人。现在，EPFL纳米电子与结构实验室(LANES)的科学家团队已经将他们的技术向前推进了一步。他们找到了一种方法来控制激子的某些特性并改变它们产生的光的偏振。这可以导致具有晶体管的新一代电子器件经历更少的能量损失和散热。科学家的发现构成了一个名为谷电子学的新研究领域的一部分，刚刚在Nature Photonics上发表。

当电子吸收光并移动到更高能级时产生激子，或者在固体量子物理学中称为“能带”。这种受激电子在其先前的能带中留下了“电子空穴”。并且因为电子具有负电荷而空穴是正电荷，所以两者通过称为库仑力的静电力结合在一起。正是这个电子空穴对被称为激子。

前所未有的量子特性

激子仅存在于半导体和绝缘材料中。它们的非凡特性可以通过2D材料轻松获取，这些材料的基本结构只有几个原子厚度。这种材料最常见的例子是碳和辉钼矿。

当这种2D材料组合时，它们通常表现出材料本身不具有的量子特性。因此，EPFL科学家将二硒化钨(WSe2)与二硒化钼(MoSe2)结合起来，揭示了一系列可能的高科技应用的新特性。通过使用激光产生具有圆偏振的光束，并稍微移动两种2D材料的位置以产生莫尔图案，他们能够使用激子来改变和调节光的偏振，波长和强度。

从一个山谷到下一个山谷

科学家通过操纵激子的一个特性来实现这一目标：它们的“谷”，它与电子和空穴的极端能量有关。这些山谷 - 谷歌天文学的名称来源 - 可用于在纳米级别编码和处理信息。

“链接几个采用这种技术的设备将为我们提供一种处理数据的新方法，”LANES负责人Andras Kis说。“通过改变给定器件中光的偏振，我们可以在连接到它的第二个器件中选择一个特定的波谷。这类似于从0切换到1或1到0，这是计算中使用的基本二进制逻辑“。