Các kỹ sư lượng tử biến lý thuyết thành vật lý thông qua con đường điều khiển exciton

Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) và Đại học Stanford đã phát triển một phương pháp mới cho kỹ thuật Floquet bằng cách sử dụng các exciton thay vì photon. Kỹ thuật Floquet liên quan đến việc điều chỉnh các trạng thái lượng tử của vật liệu bằng cách áp dụng các lực bên ngoài tuần hoàn, thường sử dụng ánh sáng để thay đổi các dải năng lượng electron trong chất bán dẫn. Tuy nhiên, kỹ thuật Floquet truyền thống dựa trên photon đòi hỏi cường độ và tần số ánh sáng rất cao, có thể làm hỏng vật liệu và chỉ tạo ra các hiệu ứng tồn tại trong thời gian ngắn. Ngược lại, kỹ thuật Floquet dựa trên exciton tận dụng các exciton — các hạt giả được hình thành từ cặp electron-lỗ trống bên trong chính vật liệu — có sự tương tác mạnh hơn với vật liệu và yêu cầu cường độ ánh sáng thấp hơn đáng kể để gây ra sự lai hóa các dải năng lượng. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng bằng cách kích thích một chất bán dẫn để tạo ra một mật độ lớn exciton, họ có thể đạt được các hiệu ứng Floquet mạnh hơn và ổn định hơn với công suất quang học thấp hơn nhiều. Sử dụng phổ phát xạ quang điện phân giải theo thời gian và góc (TR-ARPES), họ đã quan sát được các bản sao Floquet exciton sau khi giảm cường độ quang học.