科學家利用光在固體材料中設計量子態

由Gil-Ho Lee教授和Gil Young
Cho(物理系)領導的POSTECH研究小組開發了一個平台,可以用光控制固體材料的屬性並對其進行測量。由於開發了一個可以用光控制和測量材料各種特性的平台而受到認可,該研究的結果於2022年3月16日發表在國際頂級學術期刊《自然》上。

Josephson-Junction-Device-Schematic.png

材料的電學特性是由材料中的電子運動決定的。例如,如果電子可以自由移動,則該材料被定義為金屬,否則就是絕緣體。為了改變這些固體的電性能,一般採用加熱、加壓或添加雜質的方法。這是因為固體中原子位置的變化會相應地改變電子的運動。

與此相反,有人提出了弗洛凱態,即當光照射在物質上時,原來的量子態被複制出來。通過採用這樣的概念,物質的量子態可以很容易地用光來操縱,這可以有效地應用於量子系統。

在以前的實驗中,由於光的頻率很高,在固體中實現弗洛奎特態的光強度很大。而且,弗洛奎特態只持續了很短的時間,即250飛秒(1飛秒是一萬億分之一秒)。由於其瞬時性,對其特性的更多定量研究受到了限制。

POSTECH研究小組成功地在石墨烯約瑟夫森結(GJJ)中實驗性地實現了穩定的弗洛奎特狀態,並通過對其進行連續的微波照射。光的強度已經降低到以前實驗的一萬億分之一,大大減少了熱量的產生,並實現了持續長久的Floquet狀態。

研究小組還開發了一種新型的超導隧道光譜,以高能量分辨率測量弗洛凱狀態。這對於定量驗證Floquet狀態的特性是必要的,該狀態根據應用於該設備的光的強度、頻率和偏振而變化。

領導這項研究的Gil-Ho Lee和Gil Young Cho教授解釋說:”這項研究的意義在於,我們已經創建了一個可以詳細研究Floquet狀態的平台。”他們補充說:”我們計劃進一步研究光的屬性,如偏振,與弗洛凱狀態之間的相關性。”

(0)
上一篇 2022-04-04 19:29
下一篇 2022-04-04 19:29

相关推荐