Fysikere opdager ny fysisk effekt

Forskere har fundet ud af, at et vinkelret magnetfelt får elektrisk neutrale kvasipartikler (excitoner) i halvledere til at opføre sig som elektroner i Hall-effekten. Denne opdagelse vil hjælpe forskere med at studere fysikken i excitoner og Bose-Einstein-kondensater.

Hall-effekten kan opnås ved at påføre et magnetfelt i en retning vinkelret på strømmen af ​​en halvleder eller en metalplade. I dette tilfælde, alle elektronerne vil afbøjes til den ene side, som vil akkumulere en negativ ladning, mens den anden side har en positiv ladning. Dette resulterer i spænding mellem højre og venstre endeflade af pladen.

ITMO-fysikere har for nylig opdaget en lignende effekt, men for excitoner, sammensatte neutrale kvasipartikler. Det opstår, når en laser påvirker en halvlederplade af galliumarsenid, for eksempel, i nærvær af et magnetfelt. Det nye fænomen blev kaldt den anomale exciton Hall-effekt.

"Hvis du tager en tynd stribe af et halvledermateriale og sætter den under en laserstråle i den rigtige vinkel, du vil skabe en rettet strøm af excitongas. Ved at anvende et vinkelret magnetfelt på denne film, du vil få exciton-skyen til at afbøje til den ene side. Og dette er en komplet analog af Hall-effekten - men for neutralt ladede sammensatte kvasipartikler, " forklarer Valerii Kozin, en ph.d. studerende ved ITMOs Fakultet for Fysik og Teknik.

Denne effekt vil hjælpe forskere med at adskille lyse og mørke excitoner. Når der dannes excitongas, nogle excitoner er i stand til at udsende lys, når elektronen vender tilbage til sin plads. Sådanne kvasipartikler kaldes lyse excitoner. Andre excitoner forsvinder uden lysemission - disse er mørke excitoner. Selvom det er særligt svært at studere og opnå dem, fordi begge typer kvasipartikler skabes samtidigt, den foreslåede metode til at adskille lyse excitoner fra mørke vil med succes løse dette problem.

Valerii Kozin indrømmer, at den opdagede effekt næppe vil være så udbredt Hall-effektteknologier, der bruges i smartphones, men det kan være meget værdifuldt for videnskabsmænd, der studerer excitoner. I særdeleshed, det vil i høj grad forenkle studiet af sådanne åndssvage og komplekse tilstande af stof, som Bose-Einstein kondenserer.