Вчені виявили новий фізичний ефект
Вчені Університету ИТМО з'ясували, що нейтрально заряджені квазічастинки - екситони - в напівпровіднику під дією перпендикулярного магнітного поля поводяться так само, як електрони в класичному ефекті Холла. Відкриття спростить вивчення таких екзотичних форм матерії, як Бозе-Ейнштейнівської конденсат, повідомляє Популярная механика.
Щоб отримати класичний ефект Холла, до пластини з напівпровідника або металу, по якій тече електричний струм, потрібно докласти перпендикулярно магнітне поле. Тоді всі електрони відхиляться в одну сторону, створивши там негативний заряд. Відповідно, інша сторона матиме позитивний заряд, в результаті чого між правим і лівим торцями пластини виникне напруга.
Фізикам ИТМО вдалося виявити аналогічний ефект, але для складових нейтральних квазічастинок - екситонів. Він виникає при впливі лазера на пластину напівпровідника, наприклад, арсеніду галію, в присутності магнітного поля. Нове явище отримало назву «аномальний екситонний ефект Холла».
«Якщо взяти плівку напівпровідникового матеріалу і посвітити на неї лазерним променем під кутом, то можна створити спрямований потік екситонного газу. Тепер до нашої плівці докладемо перпендикулярний магнітне поле. Хмарка екситонів відхилиться в одну сторону. Так ми отримали повний аналог ефекту Холла, але для нейтрально заряджених складових квазичастиц», - розповідає аспірант Нового фізтеху Університету ИТМО Валерій Козин. Результати дослідження опубліковані в Physical Review Letters.
Цей ефект допоможе розділяти світлі і темні екситон. При утворенні екситонного газу частина екситонів є «світлими», так як схлопиваясь, вони випромінюють світло. Інші екситон, звані «темними», припиняють своє існування без випускання світла. Вивчати і отримувати їх набагато складніше, адже «народжуються» обидва види квазичастиц разом. Запропонований метод відділення світлих від темних екситонів вирішить цю проблему.
Валерій Козин визнається, що відкритий вченими ефект поки навряд чи знайде настільки ж широке застосування в побуті, як відомий ефект Холла, який використовується в кожному смартфоні. Однак наполягає, що отримані результати є важливими для вчених, які досліджують екситон. У порівнянні зі звичайними атомами екситон значно спрощують процес вивчення таких дивних і складних станів матерії, як Бозе-Ейнштейнівської конденсат.