Новости науки "Русского переплета" Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Подписаться на новости

АВТОРСКИЕ НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах" | "Terra & Comp" (Геология и компьютеры) | "Неизбежность странного микромира"| "Научно-популярное ревю"| "Биология и жизнь" | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"
Проект поддержан Международной Соросовской Программой образования в области точных наук.
Новости из мира науки и техники
The Best of Russian Science and Technology
Страницу курирует проф. В.М.Липунов
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

28.10.2017
17:35

Решетки из электронов научились создавать с помощью звука

    Международный коллектив ученых предложил использовать поверхностные акустические волны в качестве инструмента создания устойчивых решеток из электронов и поляритонов в полупроводниках. Оказалось, что изменяя частоту акустических колебаний, можно управлять параметрами такой решетки и приводить заряженные частицы в движение. Такие решетки могут использоваться для моделирования сложных квантовых систем. Результаты исследования опубликованы в Physical Review X.

    В полупроводниковых и проводящих материалах носители заряда или заряженные квазичастицы (например, экситоны) при ограничении их подвижности могут образовывать упорядоченные периодические структуры. Такие электронные решетки внутри твердого кристалла и сами по себе имеют довольно интересные свойства, а также могут использоваться для исследования топологических дефектов и моделирования как классических, так и квантовых систем. Для того, чтобы зафиксировать положение электронов и создать из них упорядоченную решетку, обычно уменьшают размерность кристалла и используют не трехмерные кристаллы, а тонкие слои. Подобными ловушками для электронов или квазичастиц могут быть и кристаллы еще меньшей размерности: нанонити или даже квантовые точки, в которых подвижность носителей заряда ограничена по двум или всем трем координатам.

    В своей новой работе международный коллектив физиков предложил использовать для стабилизации решеток из электронов или экситонов поверхностные акустические волны. Для этого тонкий слой полупроводникового кристалла из арсенида галлия приводили в контакт с пьезоэлектрическим элементом. Внешним электрическим полем в пьезоэлектрике возбуждались периодические колебания решетки, что приводило к запуску поверхностной звуковой волны по межфазной границе.

    Если таким образом по межфазной границе запустить две поверхностных волны в противоположных направлениях, то можно создать стоячую волну, которая будет приводит к образованию периодической решетки из электронов или экситонов в полупроводниковом кристалле. В предыдущих работах уже было показано, что при определенных условиях таким образом можно фиксировать положение электронов и квазичастицы на несколько наносекунд, после чего они покидают ловушку и начинают распространяться по кристаллу.

    Оказалось, что если увеличить длину звуковой волны выше определенного значения, то это приводит к образованию устойчивых во времени конфигураций. В данной работе физикам удалось получить электронную решетку с периодом около 100 нанометров. При этом период образовавшейся стационарной решетки можно было немного изменять, варьируя частоту стоячей поверхностной звуковой волны. А при определенных значениях электроны могут начать двигаться или разрушать периодическую структуру. Ученые отмечают, что в образовавшихся решетках возможно образование дефектов и областей неупорядоченности, источником которых в полупроводниках являются неоднородности заряда, например, на легирующих атомах.

    По словам авторов работы, такие стационарные решетки из электронов и поляритонов, устойчивые в течение долгого времени, могут быть как источником информации о взаимодействиях электронов внутри твердого тела, а также использоваться для моделирования достаточно сложных квантовых систем.

    Звуковые волны в кристалле можно использовать не только для стабилизации электронных решеток внутри кристалла, но и, например, в качестве своеобразного буфера в фотонном компьютере. Для этого ученые предложили механизм, при котором информация, передаваемая в виде фотонов, может преобразовываться в звуковые колебания решетки кристалла, а затем — обратно в фотон.

    По информации https://nplus1.ru/news/2017/10/25/acoustic-waves-for-electron-trapping

    Обозрение "Terra & Comp".

Помощь корреспонденту
Кнопка куратора
Добавить новость
Добавить новости
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100