Экситоны – особые квазичастицы
В основе метода – экситоны. Это квазичастицы – объединения частиц, которые ведут себя как единое целое. В данном случае экситон – это свободный электрон и положительно заряженное ядро с «дыркой» на его месте. Электрон вращается вокруг ядра.
Экситон – переходная форма между электронами и фотонами
Экситон образуется, когда фотон сталкивается с атомом и возбуждает его. В результате электрон выбивается на более высокую орбиту. С одной стороны, он стремится вернуться обратно, с другой, другие электроны выталкивают его.
Раньше экситоны удавалось получить только при сверхнизких температурах – внутри полупроводниковых кристаллов, которые охлаждали жидким азотом. В практических целях их использовать не удавалось.
Суть технологии
Команда ученых ИТМО, которую возглавил Валентин Миличко, смогла создать экситоны внутри многослойного каркаса из цинка и органических полимерных соединений. Каркас похож на пчелиные соты. Он пористый и очень прочный.
В каркасе образуются экситоны двух видов – одни находятся непосредственно внутри сот, а другие между ними. Первые способны существовать дольше, поэтому их можно использовать для записи данных на кристалле. Зато вторые обладают большей плотностью и подвижностью, за счет чего такие экситоны применимы для генерации света в лазерах и светодиодах.
Манипулировать свойствами частиц можно при комнатной температуре
Технология открывает путь к созданию сверхбыстрой оптической памяти. Для ее реализации не нужно создавать особые сверхсложные условия.
Экситоны внутри сот кристалла позволяют мгновенно записывать информацию. Она хранится в неизменном виде в течение нескольких дней.
Слова Миличко о разработке приводит РИА «Новости»:
Фактически, мы можем влиять на поведение экситонов в кристалле, меняя интенсивность их облучения светом. При слабом облучении экситоны сохраняются (состояние «1»), но если мощность лазера увеличить, то концентрация квазичастиц возрастет настолько, что они могут мгновенно распасться (состояние «0»).
