Электрически настроенная кривизна Берри и сильная связь света и материи в полости жидкого кристалла с перовскитом при комнатной температуре». Предоставлено: Матеуш Кроль, физический факультет Варшавского университета.

Перовскиты — это материалы, которые могут произвести революцию в энергетике. Это прочные и простые в производстве материалы, особым свойством которых является высокий коэффициент поглощения солнечного света, поэтому они используются для создания новых, более эффективных фотоэлектрических элементов. В последние годы стали использовать эмиссионные свойства этих материалов, до сих пор недооцененные.

«Мы заметили, что двумерные перовскиты очень стабильны при комнатной температуре, имеют высокую энергию связи экситона и высокую квантовую эффективность», — говорит доктор философии, студентка Каролина Лемпицка-Мирек с физического факультета Варшавского университета, первый автор публикации. «Эти особые свойства могут быть использованы при создании эффективных и нетрадиционных источников света. Это важно для приложений в новых фотонных системах».

«В частности, планируется использовать перовскиты для обработки информации с высокой энергоэффективностью», — добавляет Барбара Питка, исследователь из Варшавского университета.

Ученым удалось создать систему, в которой экситоны в двумерном перовските были сильно связаны с фотонами, захваченными двулучепреломляющей фотонной структурой: двумерный оптический резонатор, заполненный жидким кристаллом.

«В таком режиме создаются новые квазичастицы: экситонные поляритоны, которые известны прежде всего возможностью фазового перехода в неравновесный бозе-конденсат, образованием сверхтекучих состояний при комнатной температуре и сильным световым излучением, подобным лазерному излучению. — объясняет Барбара Питка.

«Наша система оказалась идеальной платформой для создания фотонных энергетических зон с ненулевой кривизной Берри и изучения оптических спин-орбитальных эффектов, имитирующих те, которые ранее наблюдались в физике полупроводников при криогенных температурах », — объясняет Матеуш Крол, доктор философии, студент физического факультета Варшавского университета. «В этом случае мы воссоздали спин-орбитальную связь Рашба-Дрессельхауса в режиме сильной связи света и материи при комнатной температуре».

«Генерация поляритонной полосы с ненулевой кривизной Берри стала возможной благодаря специальному закручиванию молекул жидких кристаллов на поверхности зеркал», — объясняет соавтор исследования Виктор Писек из Военного университета. Технологии, где были изготовлены испытуемые оптические резонаторы.

«Кривизна Берри количественно описывает топологические свойства энергетических зон в таких материалах, как трехмерные топологические изоляторы , полуметаллы Вейля и материалы Дирака», — объясняет Хельги Сигурдссон из Исландского университета. «Он играет в первую очередь ключевую роль в аномальном переносе и квантовом эффекте Холла. В последние годы было проведено множество новаторских экспериментов по разработке и изучению геометрических и топологических энергетических зон в ультрахолодных атомарных газах и фотонике».

«Фотонная структура, разработанная в этой работе, с использованием спин-орбитальной связи и свойств поляритонов открывает путь к изучению топологических состояний световых жидкостей при комнатной температуре», — объясняет Яцек Щитко с физического факультета Варшавского университета. .

«Более того, его можно использовать в оптических нейроморфных сетях, где необходим точный контроль нелинейных свойств фотонов», — добавляет Барбара Питка.