Ученые нашли способ создания и стабилизации уникальных квазичастиц при комнатной температуре - «Наука и технологии»

На свете существуют весьма экзотические и уникальные квазичастицы, называемые трионами (Trions), которые состоят из трех заряженных частиц, связанных слабыми энергетическими силами. Такая квазичастица может быть носителем большего количества информации, чем фотон или другая одиночная элементарная частица, что может быть использовано в области электроники, квантовых коммуникаций и вычислений. Однако, трионы весьма нестабильны при комнатной температуре, силы связи в них настолько слабы, что они распадаются практически моментально после образования. Во всех экспериментах, в которых ученые пытаются работать с трионами, используются криогенные температуры, но и даже тогда стабильность данных квазичастиц оставляет желать лучшего.

Исследователи из университета Мэриленда нашли способ, позволяющий синтезировать трионы и удерживать их в ловушке, стабилизирующей их при комнатной температуре. Данное достижение позволит теперь ученым сосредоточиться на изучении свойств этих квазичастиц и разработать новые технологии с их применением.

В своих исследованиях ученые использовали специальные химические реакции для создания дефектов особого рода на поверхности одностенных углеродных нанотрубок. Эти дефекты приводят к появлению неоднородности электрической проводимости поверхности нанотрубки так, что дефекты работают подобно колодцам, в которые могут падать заряженные частицы, улавливаемые в потенциальную ловушку внутри нанотрубки.

После подготовки нанотрубок ученые осветили их светом лазера и наблюдали яркое люминесцентное свечение на краях дефекта. Это свечение, имеющее строго определенную длину волны, указывает на то, что электрон и квазичастица, называемая экситоном, пойманные в ловушку в месте дефекта, связываются и образуют трион.