Сверхбыстрые световые переключатели для быстрого оптического управления используют атомарно тонкие полупроводники

В поисках материала, отражательные свойства которого можно было бы изменять или "переключать" в течение нескольких фемтосекунд с помощью сильно сфокусированного лазерного луча, учёные использовали сверхтонкую серебряную "матрицу нанощелей", на поверхности которой выточили сетку параллельных канавок шириной и глубиной приблизительно 45 нанометров. Затем нанесли на поверхность этой структуры монослой полупроводникового кристалла дисульфида вольфрама толщиной всего в три атома. Таким образом была получена наноструктура, состоящая из серебра и атомарно тонкого полупроводникового слоя, которую можно превратить в сверхбыстрое переключающее зеркальное устройство, что может функционировать как оптический транзистор со скоростью переключения примерно в 10 000 раз выше, чем у электронного аналога. Работа была опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Обнаружен полностью оптический аналог ядерного магнитного резонанса с квантовыми жидкостями света

Исследователи из Сколтеха, Варшавского университета и Исландского университета продемонстрировали, что оптическими средствами можно возбудить и перемешать экситон-поляритонный конденсат, который излучает линейно поляризованный свет с осью поляризации, следующей за направлением перемешивания. Вращение линейной поляризации излучаемого света соответствует перемешиванию спина поляритона. Скорость такой модуляции во времени может достигать ГГц благодаря сверхбыстрой динамике поляритонной системы. Обнаружено, что эта прецессия происходит только при определенных резонансных условиях внешнего перемешивания и внутренних параметров системы. Работа опубликована в журнале Optica. Экспериментальная работа полностью проводилась в Центре фотоники Сколтеха.

Создание вихрей в сверхтекучей жидкости из света

Используя специальную комбинацию лазерных лучей в качестве очень быстрой мешалки, физики RIKEN создали множество вихрей в квантовой фотонной системе и отследили их эволюцию. Эту систему можно использовать для изучения новой экзотической физики, связанной с возникновением квантовых состояний из вихревой материи. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters. Команда создала специальную лазерную мешалку, объединив обычный лазерный луч с лучом, имеющим форму пончика. Частоты двух лучей немного отличались, и эта разность частот соответствовала частоте, необходимой для вращения поляритонов. Используя этот луч, исследователи могли контролировать их скорость и направление вращения, а также создавать вихри по своему желанию. Показано, что чем быстрее вращение, тем больше вихрей можно захватить вблизи оси вращения.

Экситонная жидкость Хаббарда в фотолегированном антиферромагнитном изоляторе Мотта

Группа ученых под руководством доктора Дэвида Се из Калифорнийского технологического института обнаружила доказательства наличия стабильных экситонов Хаббарда в фотолегированном антиферромагнитном изоляторе Мотта. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Physics. Уже давно предполагалось, что экситон Хаббарда, новая квазичастица, может появиться в изоляторах Мотта. Но могут ли они существовать как стабильные квазичастицы в реальных материалах, остается открытым вопросом. Теперь у учёных есть экспериментальные данные, позволяющие предположить, что ответ — да.

Улавливание света внутри магнитных материалов

Новое исследование под руководством Винода М. Менона и его группы из Городского колледжа Нью-Йорка показывает, что улавливание света внутри магнитных материалов может значительно улучшить их внутренние свойства. Сильные оптические отклики магнитов важны для разработки магнитных лазеров и устройств магнитооптической памяти, а также для новых приложений квантовой трансдукции. В своей новой статье в журнале Nature Менон и его команда сообщают о свойствах слоистого магнита, содержащего сильно связанные экситоны — квазичастицы с особенно сильным оптическим взаимодействием. Из-за этого материал способен улавливать свет сам по себе.

Ученые открыли ридберговские муаровые экситоны

В исследовании, опубликованном в журнале Science, доктор Сюй Ян и его коллеги из Института физики Китайской академии наук (CAS) в сотрудничестве с исследователями под руководством доктора Юань Шэнцзюня из Уханьского университета сообщили о наблюдении муаровых экситонов Ридберга в монослойном полупроводнике WSe₂, соседствующем с малоугловым скрученным двухслойным графеном.

Настраиваемая фононная связь в экситонных квантовых излучателях

Исследователи из Вашингтонского университета выяснили, что могут обнаруживать атомное «дыхание» или механическую вибрацию между двумя слоями атомов, наблюдая за типом света, излучаемого этими атомами при стимуляции лазером. Звук этого атомного «дыхания» может помочь исследователям кодировать и передавать квантовую информацию. Учёные также разработали устройство, которое может служить новым типом строительного блока для квантовых технологий, и будет иметь много будущих применений в таких областях, как вычисления, связь и разработка датчиков. Исследователи опубликовали эти выводы 1 июня в журнале Nature Nanotechnology.

Экситонные поляритоны с отрицательной массой, индуцированные диссипативной связью света и вещества в атомарно тонком полупроводнике

Неожиданное наблюдение отрицательной массы у экситон-поляритонов добавило еще одно измерение странности этим странным гибридным частицам света и материи. Д-р Матиас Вурдак, д-р Тинге Юн и д-р Элиезер Эстреко из Департамента квантовых наук и технологий (QST) экспериментировали с экситонными поляритонами, когда поняли, что при определенных условиях дисперсия становится инвертированной, что соответствует отрицательной массе.

Физики обнаружили необычные волны в магните на основе никеля

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, физики сообщили об обнаружении необычных свойств у молибдата никеля, слоистого магнитного кристалла. Субатомные частицы, называемые электронами, напоминают крохотные магниты и ориентируются, как стрелки компаса, по отношению к магнитным полям. В экспериментах, в которых нейтроны рассеивались магнитными ионами никеля внутри кристаллов, было обнаружено, что два крайних электрона от каждого иона никеля ведут себя по-разному. Вместо того, чтобы выровнять свои спины, как стрелки компаса, они компенсировали друг друга в явлении, которое физики называют спиновым синглетом.

Разработан самый маленький и самый быстрый в мире наноэкситонный транзистор

Команда POSTECH, состоящая из профессора Kyoung-Duck Park и Yeonjeong Koo с физического факультета, и группы из Университета ИТМО в России под руководством профессора Василия Кравцова, совместно разработала наноэкситонный транзистор с использованием внутрислойных и межслойных экситонов в полупроводниках на основе гетероструктур, который решает ограничения существующих транзисторов. Исследование было недавно опубликовано в журнале ACS Nano.