Материалы портала «Научная Россия»

Российские физики записали информацию в квазичастицах экситонах

Российские физики записали информацию в квазичастицах экситонах
Российские физики совместно с европейскими коллегами научились, меняя параметры лазерного излучения, записывать информацию в квазичастицах экситонах - посредниках при переносе энергии между фотоном и электроном.

Российские физики совместно с европейскими коллегами научились, меняя параметры лазерного излучения, записывать информацию в квазичастицах экситонах - посредниках при переносе энергии между фотоном и электроном.

Новый подход поможет в создании компактных оптоэлектронных устройств для хранения и быстрой обработки оптического сигнала, сообщает ТАСС.

Экситоны - это квазичастицы, представляющие собой связанную пару электрона и дырки. Они могут появляться в материале под действием облучением фотонами и потому служат посредниками при переносе энергии между фотоном и электроном. Такое посредничество, по мнению ученых, со временем поможет создать принципиально новый класс энергоэффективной и компактной техники. Однако пока образцы устройств на экситонах либо работают только при низких температурах, либо сложны в изготовлении, что затрудняет их массовое внедрение.

Ученые использовали в своей работе металл-органический каркас (МОК) - слоистую структуру, совмещающую в себе как органические, так и неорганические компоненты, синтезированную в государственном университете информационных технологий механики и оптики в Санкт-Петербурге. Разные слои этой структуры притягиваются друг к другу за счет межмолекулярных сил, а во избежание произвольного сближения этих пластинок межслоевое пространство заполнено органической жидкостью.

Исследователи научились с помощью лазера возбуждать в МОК два вида экситонов: внутрислойные и межслойные. Первые образуются, когда поглощенный материалом фотон становится электрон-дырочной парой в пределах одного слоя, а вторые - когда электрон и дырка принадлежат соседним слоям. Спустя время и те, и другие квазичастицы распадаются, вновь излучая энергию в виде фотона. Время жизни внутрислойных экситонов относительно мало, но их высокая плотность и подвижность позволяют использовать эти квазичастицы для генерации света, например, в светодиодах и лазерах. Межслоевые экситоны более живучи, но малоподвижны, поэтому ученые предлагают применять их для записи информации на МОК.

"С помощью лазера мы локально подогревали кристалл, - сказал первый автор статьи, доцент кафедры нанофотоники и метаматериалов ИТМО, Валентин Миличко. - В месте облучения слои слипались, и свечение экситонов исчезало, тогда как весь остальной кристалл продолжал люминесцировать. Это могло означать, что мы записали 1 бит информации, причем запись, а именно темное пятно, хранилась много дней. Чтобы стереть данные, достаточно опустить МОК в ту же органическую жидкость, которая поддерживает слои. Сам кристалл при этом не пострадает, а записанная информация (темное пятно) исчезнет".

Исследование ученых опубликовано в журнале Advanced Materials.

Источник: tass.ru

университет информационных технологий механики и оптики физика экситоны

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий