康奈尔大学领导的新研究|原子级半导体中的激子康奈尔大学领导的新研究

【康奈尔大学领导的新研究|原子级半导体中的激子】康奈尔大学领导的新研究，通过探索原子级半导体中的激子，为物理学家一个难以实现的目标（高温超流性）指明了方向。由束缚电子-空穴对组成的激子是能够存在于绝缘体和半导体中可移动的能量束。通过使用具有大结合能的激子，研究人员能够将冷凝温度提高一百倍，从大约1开尔文（-272.15℃）到大约100开尔文（-173.15℃），室温大约是295开尔文（22℃）。虽然高温超流性仍有待证明，但这种强大的玻色-爱因斯坦凝聚物可能会促使更明亮、更高效的照明系统，使传统LED相形见绌。

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物质的量子态通常非常脆弱，这就是为什么必须在实验室里将它们降温到非常低的温度，以保护它们并将它们与环境隔离的原因。但是，如果能创造出一种更稳定的物质量子态，它可以在高温，甚至在环境条件下快乐地生活，那么你可以用它做很多事情。其中一个潜在的应用是光电子学，在传统的LED中，激子的行为是独立的，而不是合作的，因为它们不处于凝聚状态。但一旦凝聚，粒子可以集体重组并更有效地产生光子。实际上，可以创造出比传统LED更明亮，更节能的光源。

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该研究团队采用了一种明确的“低技术”方法来组装凝聚层：使用透明胶带从晶体上剥离原子的单层，并将它们与电子和空穴重新堆叠间隔约1纳米，并排列成最大限度地吸引形成社交爱好的玻色子。凝聚体的一个突出特性是玻色子可以在没有阻力的情况下流动，这意味着每一层本身就是一个超导体。所以创造高温超导体的另一种途径基本上是制造这种类型的结构，并分别测量每一层上的电阻，看看它是否具有零电阻，科学家们正在进行这种类型的实验。