Đã phát hiện ra dạng vật chất mới 'excitonium'

@media (min-width:1024px){ #adsarticletop{margin:0 20px 10px 0;width:336px; float:left} #adsarticletop2{height:90px;} } @media (max-width:480px){ #adsarticletop{ float:none} }

Các nhà khoa học đã chứng minh được sự tồn tại của một loại vật chất mới gọi là excitonium - được giả thuyết đầu tiên cách đây gần 50 năm. Các nhà nghiên cứu từ Đại học California Berkeley và Đại học Illinois tại Urbana-Champaign ở Mỹ đã nghiên cứu trên một loại tinh thể không pha tạp của kim loại dichalcogenide titanium diselenide (1T-TiSe2).

Excitonium là một chất ngưng tụ - nó thể hiện bản chất lượng tử vĩ mô, giống như một chất siêu dẫn. Nó được tạo thành từ exciton, các hạt được hình thành trong một cặp lượng tử cơ học kỳ lạ, cụ thể là của một electron thoát ra từ một lỗ.

Đã phát hiện ra dạng vật chất mới

Nghiên cứu chỉ ra rằng khi một electron, tồn tại trong vật liệu điện tử bán dẫn, nó bị kích thích và nhảy qua khoảng trống năng lượng tới một "lỗ giá trị phân tử”.

Lỗ đó hoạt động như thể nó là một hạt bao quát với điện tích dương, và nó thu hút electron thoát ra.

Khi electron thoát ra với điện tích âm của nó, ghép đôi với lỗ, hai cực tạo thành một hạt composite, một đơn vị exciton. Trên thực tế, các thuộc tính của hạt quanh lỗ này là do hành vi quần tụ của đám đông các hạt electron xung quanh.

Abbamonte và nhóm nghiên cứu của ông đã vượt qua thách thức mới bằng cách sử dụng một kỹ thuật mới mà họ phát triển được gọi là quang phổ tổn hao năng lượng electron giải phóng (M-EELS). Với kỹ thuật mới của mình, nhóm nghiên cứu đã có thể đo được sự kích thích tập thể của các hạt bosonic năng lượng thấp, các electron với các lỗ gắn kết, bất kể động lực của chúng.

Peter Abbamonte, giáo sư tại Đại học Illinois cho biết: "Kể từ khi thuật ngữ "excitonium" được đặt ra từ những năm 60 bởi nhà vật lý lý thuyết Harvard, Bert Halperin, các nhà vật lí đã tìm cách chứng minh sự tồn tại của nó. Các nhà lý thuyết đã tranh cãi liệu đó có phải là chất cách điện, chất dẫn điện hoàn hảo hay siêu lỏng hay không".

"Từ những năm 1970, nhiều nhà thực nghiệm đã công bố bằng chứng về sự tồn tại của excitonium, nhưng những phát hiện của họ không phải là bằng chứng dứt khoát và có thể được giải thích bằng cách chuyển đổi giai đoạn cấu trúc thông thường", ông nói.

Các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này, được công bố trên tạp chí Science, hứa hẹn mở ra thêm nhiều bí ẩn về cơ học lượng tử.

Nó cũng có thể làm sáng tỏ sự chuyển tiếp chất cách điện kim loại trong các chất rắn của băng, trong đó sự ngưng tụ của exciton được cho là đóng vai trò một phần.

Xem thêm:

  • Vật liệu mới dùng trong chế tạo máy bay được sao chép từ men răng của con người
  • Vật liệu mới sẽ tăng thời gian pin gấp 10 lần
Nguồn: quantrimang.com