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Mouvement des particules quantiques observé en haute résolution

Mouvement des particules quantiques observé en haute résolution

Excitons peut ressembler au nom du dernier groupe de pop, mais en fait, ce sont des quasi-particules électriquement neutres.

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Ils n'existent que dans des matériaux semi-conducteurs et isolants et sont accessibles dans des matériaux bidimensionnels (2D) de seulement quelques atomes d'épaisseur, tels que le carbone et la molybdénite. Incroyablement, lorsque ces matériaux 2D sont combinés, ils présentent des propriétés quantiques qu'aucun matériau ne possède à lui seul.

Une nouvelle recherche menée par des scientifiques de l'Université de Tel Aviv explore la génération d'excitons dans des matériaux 2D dans un laps de temps réduit sans précédent et à une résolution spatiale extraordinairement élevée. "Notre nouvelle technologie d'imagerie capture le mouvement des excitons dans un court laps de temps et à l'échelle nanométrique", explique le Dr Mrejen.

La nouvelle technologie a des applications pour les ordinateurs quantiques basés sur la photonique

"Cet outil peut être extrêmement utile pour observer la réponse d'un matériau dès les premiers instants où la lumière l'a affecté. Ces matériaux peuvent être utilisés pour ralentir considérablement la lumière afin de la manipuler ou même de la stocker, qui sont des capacités très recherchées pour les communications. et pour les ordinateurs quantiques basés sur la photonique », explique le professeur Suchowski.

«Du point de vue de la capacité de l'instrument, ce tour de force ouvre de nouvelles opportunités pour visualiser et manipuler la réponse ultra-rapide de nombreux autres systèmes matériels dans d'autres régimes spectraux, tels que la gamme infrarouge moyen dans laquelle de nombreuses molécules vibrent. "

Comprendre le mouvement des particules quantiques ouvrira les portes à de nombreux autres projets de recherche avec le laboratoire et au-delà.

Les hautes résolutions ouvrent de nouvelles possibilités

Pour compléter leurs travaux, les scientifiques ont développé une technique d'imagerie spatio-temporelle unique à l'échelle nanométrique femtoseconde et observé la dynamique exciton-polariton dans le diséléniure de tungstène, un matériau semi-conducteur, à température ambiante.

L'exciton-polariton est un objet quantique formé à partir d'une fusion de lumière et de matière. Les progrès de ces dernières années permettent désormais aux scientifiques d'observer ces interactions avec une résolution spatiale et temporelle plus élevée que jamais.

Le laboratoire Femto-Nano de Haim travaille à fusionner les capacités de résolution extrême de l'espace et du temps afin d'observer la dynamique ultra-rapide spatio-temporelle à l'échelle nanométrique. Le laboratoire s'intéresse particulièrement à «l'exploration de la dynamique des électrons chauds ultra-rapides et des effets non linéaires associés dans les nanostructures plasmoniques et les métamatériaux».

Haim dit que l'objectif actuel du laboratoire est de «comprendre l'effet de la géométrie et de l'environnement des nanoparticules sur l'évolution spatio-temporelle des électrons chauds et sa relation avec la génération optique non linéaire.»

Haim et ses membres de laboratoire sont motivés par l'objectif de combiner des modèles microscopiques théoriques avec de nouvelles méthodes de mesure expérimentales, ils sont connus pour faire des travaux qui incluent des mesures basées sur la mise en forme d'impulsions, la spectroscopie à pompe-sonde ultra-rapide, les sources de lumière ultra-courtes et la microscopie en champ proche. .

Le laboratoire compte actuellement trois chercheurs postdoctoraux et chercheurs, six doctorants. étudiants et cinq étudiants à la maîtrise.


Voir la vidéo: TS Chapitre 15 Transferts quantiques dénergie (Mai 2021).