2019年5月9日
外尔半金属是一组新发现的材料,在航空公司收取一样的电子和正电子在粒子加速器中。欧洲杯足球竞彩科学家从莫斯科物理研究所和技术约飞研究所和在圣彼得堡已经证明这些材料意味着完美的获得媒体激光。欧洲杯足球竞彩研究结果已发表在物理评论B。
光发射产生的电子和空穴的相互毁灭的半导体激光器的工作原理。(图片来源:艾琳娜Khavina /初期新闻办公室)
21圣世纪物理学用搜索领域的现象基本粒子在桌面的材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台在某些晶体,电子旅游作为高能粒子加速器。欧洲杯猜球平台甚至在其他粒子拥有属性有欧洲杯猜球平台点类似于黑洞。
初期物理学家将这个狩猎从里到外翻了个个儿,表明反应禁止基本粒子也可以禁止在水晶材料被称为半金属新形式。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台具体地说,这适用于相互正反粒子湮没的禁止反应没有光释放。这个属性建议外尔半金属可以完美的激光增益介质。
在半导体激光辐射的结果相互消灭的电子和正电荷运营商称为洞。然而,光发射是一个电子空穴对碰撞可能的结果之一。另外,能量可以增加原子附近的振荡或热邻电子。后者过程称为俄歇复合,在承认法国物理学家皮埃尔钻。
俄歇复合制约当代激光红外和可见的效率范围,并无情地破坏了太赫兹激光器。消费电子空穴对,否则会形成辐射。此外,这个过程加热设备。
几乎一个世纪以来,科学家们追求一种“奇怪的材料”在俄歇复合辐射复合规则。这个搜索是遵循1928年保罗·狄拉克提出的一个想法。他想出了一个理论,电子,它已经发现,有一个带正电的双粒子,正电子。四年后,预测是通过实验证明。在狄拉克的计算,一个共同的电子和正电子湮没了光和其他电子不能传递能量。这就是为什么寻找一个奇迹材料用于激光主要是视为一个搜索类似物狄拉克电子和正电子的半导体。
在1970年代,希望在很大程度上与铅盐,在2000年代——石墨烯。但是这些材料的粒子欧洲杯猜球平台表现出偏离狄拉克的概念。欧洲杯足球竞彩石墨烯的案例证明很病态,因为围电子和空穴两个维度产生俄歇复合。在2 d世界中,几乎没有空间粒子,以避免碰撞。欧洲杯猜球平台
德米特里•Svintsov光电二维材料的实验室主管,初期欧洲杯足球竞彩
“我们的最新论文显示,半金属新形式是最接近我们已经实现了一个类比与狄拉克的电子和正电子,”Svintsov补充道,不过他的首席研究员的研究报道。
电子和空穴在半导体拥有相同的电荷狄拉克的粒子。欧洲杯猜球平台但它需要删除俄歇复合的多。激光工程师的目标是找到这种粒子将匹配狄拉克的理论对于他们的色散关系。欧洲杯猜球平台后者粒子的动能动量的链接。这个方程进行加密的所有信息对粒子的运动和反应可以体验。
在经典力学中,对象(如行星,岩石,或宇宙飞船都是基于二阶色散方程。也就是说,复制动量动能增加到了原来的4倍。在传统的半导体-锗、硅或砷化镓-色散关系也是二次。光子的色散关系,光的量子,是线性的。的一个担忧是,一个光子在任何时候以光速。
正电子和电子在狄拉克的理论居住在光子和岩石之间的中间地带:在低能量下,他们的色散关系是二次,但在更高的能量,是线性的。不过,直到最近,粒子加速器才“弹射”电子色散关系的线性区域。
最近发现一些材料可以作为带电粒子的“口袋加速器”。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台其中有“铅笔尖加速器”——石墨烯和3 d类似物,称为半金属新形式:磷酸铌、钽砷化物,碲化和钼。在这些材料中,电子欧洲杯足球竞彩遵循线性色散关系从最低的能量。电荷载体,就像带电光子。这些粒子可能被欧洲杯猜球平台视为类似于狄拉克电子和正电子,除了它们的质量接近于零。
科学家们已经证明,尽管零质量,俄歇复合仍然禁止外尔半金属。预测的异议色散关系在实际的晶体是在任何情况下严格线性的,团队开始在计算概率的“剩余”俄歇复合,因为偏离线性法。这个概率,这依赖于电子浓度,可以获得价值10000倍低于当前使用的半导体。简单地说,计算建议狄拉克在半金属新形式的概念,而忠实地复制。
我们意识到我们的前辈的惨痛经历的希望复制狄拉克实际晶体的色散关系。这就是为什么我们做我们最好的识别所有可能的漏洞为潜在的俄歇复合外尔半金属。例如,在一个实际的半金属新形式,存在以下几种电子,慢速和快速的。虽然较慢的电子和较慢的洞可能崩溃,更快的可以选择能量。我们计算出发生这种情况的几率很低。
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研究人员新形式的生命周期评估一个电子空穴对在半金属大约10纳秒。时间间隔似乎非常小的普通标准,但对激光物理来说,这是巨大的。在传统材料在激光技术的远红外线范欧洲杯足球竞彩围,空穴和电子的寿命短成千上万倍。延长寿命的非平衡电子和空穴在新材料为他们铺平了道路用于新品种长波长激光。欧洲杯足球竞彩