1月7日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）官網(wǎng)稱，在開發(fā)了一種在室溫下控制激子流的方法之后，EPFL的科學家們找到了新方法來控制激子的某些特性并改變它們所產(chǎn)生的光的偏振，有望催生更節(jié)能的電子設(shè)備。他們是第一個在室溫下控制激子流的人。

EPFL納米電子和結(jié)構(gòu)實驗室（LANES）的科學家團隊是第一個能夠在室溫下控制激子流，現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)的新技術(shù)可能會導(dǎo)致新一代電子器件的晶體管經(jīng)歷較少的能量損失和散熱?？茖W家們的發(fā)現(xiàn)構(gòu)成了一個新的研究領(lǐng)域，被稱為谷電子學(valleytronics)的一部分，并剛剛發(fā)表在《自然光子學》上。

當一個電子吸收光并躍遷到一個更高的能級，即固體量子物理學中所稱的“能帶”時，就會產(chǎn)生激子。這個受激發(fā)的電子在其先前的能帶中留下一個“電子空穴”。由于電子帶負電荷，而空穴帶正電荷，所以兩個電子會被稱為庫侖力的靜電力束縛在一起。這種“電子—空穴對”就被稱為激子。

激子只存在于半導(dǎo)體和絕緣材料中，它們的特殊性質(zhì)可以在二維材料中輕松獲得。二維材料是基本結(jié)構(gòu)只有幾個原子厚的材料。這種材料最常見的例子是石墨烯和輝鉬礦。

當這種二維材料結(jié)合在一起時，它們往往會表現(xiàn)出兩種材料各自都不具備的量子特性。因此，EPFL工程學院的科學家將二硒化鎢（WSe2）和二硒化鉬（MoSe2）結(jié)合起來，并對其中的層間激子進行電氣控制與偏振切換，揭示了一系列可能應(yīng)用于高科技的新特性。

在最新研究中，該團隊利用激光產(chǎn)生圓偏振光束，并稍微改變兩種二維材料的位置，形成莫爾條紋，從而可以利用激子改變和調(diào)節(jié)光的偏振、波長和強度。具體來說，他們通過操縱激子的一個特性——“谷”（“谷電子學”名稱的由來）實現(xiàn)了上述目標，“谷”與電子和空穴的極端能量有關(guān)，可用于納米級別信息的編碼和處理。

LANES的負責人AndrasKis說：“將幾臺采用這種技術(shù)的設(shè)備連接起來，將為我們提供一種處理數(shù)據(jù)的新方法。”“通過改變給定設(shè)備中光的偏振特性，我們可以在連接到它的第二個設(shè)備中選擇一個特定的谷。這類似于從0切換到1或從1切換到0，這正是計算中使用的基本二進制邏輯?！?/p>