由倫斯勒理工學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)助理教授史蘇菲帶領(lǐng)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)了組成單個有希望的準(zhǔn)粒子(稱為激子)的各個成分的質(zhì)量的新信息，這些準(zhǔn)粒子可能起關(guān)鍵作用在量子計算的未來應(yīng)用，改進(jìn)的內(nèi)存存儲以及更高效的能量轉(zhuǎn)換中。

該小組的工作今天發(fā)表在《自然通訊》上，通過加深他們對稱為過渡金屬二鹵化物(TMDC)的原子級薄材料的理解，使研究人員朝著半導(dǎo)體器件的開發(fā)邁進(jìn)了一步。屬性。在將TMDC成功地用于技術(shù)設(shè)備之前，研究人員仍然需要大量研究激子。

Shi和他的團(tuán)隊已成為追求，發(fā)展和研究TMDC(尤其是激子)的領(lǐng)導(dǎo)者。激子通常由光能產(chǎn)生，并在帶負(fù)電的電子與帶正電的空穴粒子結(jié)合時形成。

Rensselaer團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，在這種原子薄的半導(dǎo)體材料中，電子與空穴之間的相互作用非常強(qiáng)，以至于激子中的兩個粒子可以與第三電子或空穴粒子結(jié)合形成三重子。

在這項新研究中，Shi的團(tuán)隊能夠操縱TMDCs材料，從而使其中的晶格振動，從而產(chǎn)生了另一種稱為聲子的準(zhǔn)粒子，該粒子將與三重子強(qiáng)烈相互作用。然后，研究人員將材料置于高磁場中，分析了聲子相互作用產(chǎn)生的TMDC發(fā)出的光，并能夠分別確定電子和空穴的有效質(zhì)量。

研究人員先前認(rèn)為質(zhì)量會存在對稱性，但是，史納說，倫斯勒研究小組發(fā)現(xiàn)這些測量值存在顯著差異。

“現(xiàn)在，我們已經(jīng)掌握了許多有關(guān)TMDC的知識，” Shi說。“但是為了設(shè)計電子或光電子器件，了解電子和空穴的有效質(zhì)量至關(guān)重要。這項工作是朝著這一目標(biāo)邁出的堅實(shí)一步。”