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物理学家介绍了固态系统中电子光学的新机制

  • 科学
  • 2020-07-15 08:41:53
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电子可以像水,声波或光波一样干扰。当在固态材料中使用时,这种效果有望为电子设备带来新颖的功能,其中可以集成诸如干涉仪,透镜或准直仪之类的元件,以控制微米和纳米级的电子。但是,到目前为止,主要在一维器件中,例如在纳米管中,或在特定条件下,在二维石墨烯器件中已经证明了这种效果。撰写物理评论X由固态物理实验室的Klaus Ensslin的物理系小组,Thomas Ihn和Werner Wegscheider以及理论物理研究所的Oded Zilberberg组成的合作小组,现在介绍了一种新颖的实现二维电子光学的一般方案。

光学干涉仪的主要功能原理是沿相同方向传播的单色波的干涉。在这种干涉仪中,可以将干扰视为透射强度在光波长变化时的周期性振荡。然而,干涉图案的周期强烈地取决于光的入射角,结果,如果光以所有可能的入射角一次通过干涉仪发送,则干涉图案被平均化。相同的论点适用于量子力学所描述的物质波的干涉,尤其是电子在其中干涉的干涉仪。

作为他们的博士学位的一部分在实验项目中,实验学家Matija Karalic和理论家Antonio Strkalj研究了在由两个耦合的半导体层InAs和GaSb组成的固态系统中的电子干扰现象。他们发现,该系统中存在的能带反转和杂交技术提供了一种新颖的传输机制,即使在所有入射角发生时,也能确保无干扰。通过传输测量和理论建模的结合,他们发现他们的设备可以用作Fabry-Pérot干涉仪,其中电子和空穴形成混合态并发生干涉。

这些结果的意义已远远超出了本工作中探索的特定InAs / GaSb实现范围,因为报道的机理仅需要谱带倒置和杂交这两个要素。因此,现在为在多种材料中工程化电子光学现象开辟了新的途径。

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