Международная команда физиков из Окинавского института науки и технологий (OIST) и Стэнфордского университета представила инновационное решение в области инженерии Флоке.
Суть исследований в инженерии Флоке, в том, что, подвергая материал повторяющемуся внешнему воздействию, например свету, ученые могут временно изменять поведение его электронов. В результате материал приобретает совершенно новые свойства, в том числе такие как сверхпрводимость и магнетизм.
Для достижения эффекта Флоке требовалась высокая интенсивность лазерного излучения, при которой материал подвергался разрушению.
Учёные предложили новый подход, когда для достижения эффекта Флоке наряду со светом используются частицы, известные как экситоны.
Экситоны образуются внутри полупроводников, когда электроны поглощают энергию и перескакивают со своего обычного положения в валентной полосе на более высокий энергетический уровень, известный как зона проводимости. Этот скачок оставляет после себя положительно заряженную дыру. Электрон и дыра остаются связанными вместе, образуя короткоживущую квазичастицу.
Результаты исследования подтверждают, что эффекты Флоке не ограничиваются методами, основанными на свете. Их также можно надежно генерировать с использованием других бозонных частиц, помимо фотонов. Инженерия экситонных эффектов Флоке требует гораздо меньше энергии, чем оптические подходы, и указывает на возможность расширения набора инструментов для управления квантовыми материалами.
«Мы открыли двери для прикладной физики Флоке, — заключает соавтор исследования доктор Дэвид Бэкон, бывший научный сотрудник OIST, ныне работающий в Университетском колледже Лондона, — для широкого спектра бозонов. Это очень интересно, учитывая его большой потенциал для создания и непосредственного манипулирования квантовыми материалами. У нас пока нет рецепта для этого, но теперь у нас есть спектральная сигнатура, необходимая для первых практических шагов».
DOI: 10.1038/s41567-025-03132-z
