Физики обнаружили экзотические спиралевидные электроны

Рутгерс и другие физики обнаружили экзотическую форму электронов, которые вращаются подобно планетам и могут привести к прогрессу в области освещения, солнечных батарей, лазеров и электронных дисплеев.

Хиральные относятся к объектам, таким как ваша правая и левая руки, которые совпадают, но являются асимметричными и не могут быть наложены на их зеркальное отражение.

Экситоны образуются, когда интенсивный свет падает на твердые тела, выбивая отрицательно заряженные электроны из их пятен и оставляя после себя положительно заряженные "дыры", по словам ведущего автора Сян-Си (Шона) Кунга, аспиранта лаборатории лазерной спектроскопии Рутгерса профессора физики Гирша Блумберга в Университете Ратгерса в Нью-Брансуике.

Электроны и дырки напоминают быстро вращающиеся волчки. Электроны в конечном итоге "закручиваются" по спирали к дырам, уничтожая друг друга менее чем за триллионную долю секунды, испуская при этом свет, называемый "фотолюминесценцией". Это открытие находит применение в таких устройствах, как солнечные батареи, лазеры, телевизоры и другие дисплеи.

Ученые обнаружили хиральные экситоны на поверхности кристалла, известного как селенид висмута, который может быть массово произведен и использован в покрытиях и других материалах в электронике при комнатной температуре.

"Селенид висмута - это увлекательное соединение, принадлежащее к семейству квантовых материалов, называемых"топологическими изоляторами", - сказал старший автор Блумберг, профессор кафедры физики и астрономии в Школе искусств и наук. "У них есть несколько каналов на поверхности, которые очень эффективны при проведении электричества".

Динамика киральных экситонов пока не ясна, и ученые хотят использовать сверхбыструю визуализацию для их дальнейшего изучения. Киральные поверхностные экситоны могут быть обнаружены и в других материалах.