Когда свет падает на поверхность полупроводника, фотоны могут породить "экситоны" — квазичастицы, соответствующие электронному возбуждению, мигрирующему по кристаллу, но не связанному с переносом заряда и массы. Обычно экситоны существуют в течение очень короткого промежутка времени — триллионных долей секунды. За это время они успевают распространиться на несколько микронов вглубь материала перед тем, как снова выйти наружу в виде фотонов.
Ученым из Питсбургского университета, Bell Labs и научно-исследовательского отделения компании Lucent Technologies удалось разработать и изготовить полупроводниковую структуру, в которой экситоны существуют дольше, и путешествуют дальше, чем обычно.
Чтобы достичь результата, исследователи "растягивали" экситоны, воздействуя на них электрическим полем. Это помогло продлить сроки жизни экситонов в миллион раз (до 30 микросекунд) и увеличить расстояния, на которые путешествовали квазичастицы, до миллиметра. Ученые отслеживали экситоны, наблюдая испускаемые из полупроводника фотоны.
Способность управлять экситонами может привести к значительному прогрессу в том, что мы сейчас называем электроникой. По мнению одного из участников эксперимента, экситонная цепь, в которой фотоны порождают экситоны, которые затем перемещаются в нужном направлении и испускаются в виде фотонов в новой точке, могла бы стать основой перспективного устройства оптической памяти.
Источник: University of Pittsburgh