控制激子新方法有望催生更节能电子设备

科学家发现了控制激子的新方法图片来源：EPFL官网

科技日报北京1月8日电 （记者刘霞）据瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）官网近日报道，继首次发现室温下控制激子（exciton）流的激新方法之后，该校科学家更进一步，有望找到了新方法来控制激子的催生某些特性并改变它们产生的光的偏振，有望催生更节能的更节电子设备。

当电子吸收光并跃迁到更高能级或能带时，受激的控制电子在其先前的能带中留下一个“电子空穴”。由于电子带负电荷而空穴带正电荷，激新两者会通过库仑力结合在一起。有望这种“电子—空穴对”就被称为激子。催生

激子仅存在于半导体和绝缘材料中。它们非凡的设备特性可以在二维材料内轻松获得。二维材料的控制基本结构仅几个原子厚，最常见的激新二维材料是石墨烯和辉钼矿。当二维材料结合在一起时，有望它们通常会表现出单一材料本身都不具备的量子特性。有鉴于此，EPFL纳米电子与结构实验室（LANES）的科学家将二硒化钨（WSe2）与二硒化钼（MoSe2）结合起来，并对其中的层间激子进行电气控制与偏振切换，揭示了一系列可能应用于高科技的新特性。

在最新研究中，该团队使用激光产生具有圆偏振的光束，并稍微改变这两种材料的位置，借助激子来改变和调节光的偏振、波长和强度。具体来说，他们通过操纵激子的一个特性——“谷”（“谷电子学”名称的由来）实现了上述目标，“谷”与电子和空穴的极端能量有关，可用于纳米级别信息的编码和处理。

LANES负责人安德拉斯·基斯说：“让几台采用这种技术的设备相接，将为我们提供一种新的数据处理方法。通过改变给定设备中光的偏振特性，我们可以在与之连接的第二设备中选择一个特定的谷。这类似于从0切换到1或从1切换到0，这正是计算中所采用的基本二进制逻辑。”

最新研究将催生晶体管能耗与发热更少的新一代电子器件，并成为方兴未艾的“谷电子学”领域的一部分。