Физики впервые поймали «неуловимое» состояние вещества
Швейцарские физики из Университета Фрибурга совместно с коллегами из Чехии совершили прорыв в области инженерии Флоке. Эта технология подразумевает использование интенсивных световых полей для мгновенного изменения электронной структуры материалов без изменения их химического состава или атомной решетки. В качестве базы ученые взяли полупроводник теллурид олова ($SnTe$), который при сверхнизких температурах в 30 К находится в тривиальном недеформированном состоянии.
Эксперимент провели методом фотоэлектронной спектроскопии с угловым и временным разрешением. Физики облучили кристалл сверхкоротким лазерным импульсом фемтосекундной длительности. Энергия фотонов заставила электроны полупроводника образовать новые «реплики» энергетических зон, которые переплелись с основными зонами. В результате в запрещенной зоне материала сформировался конус Дирака — уникальная структура, защищенная топологией, которая заставила поверхность образца проводить ток подобно металлу, сохраняя изолирующие свойства внутри объема. Фаза Флоке просуществовала всего 100 фемтосекунд, после чего кристалл вернулся в исходное состояние.
Теоретические расчеты на основе функционала плотности подтвердили, что зафиксированный эффект обусловлен именно инверсией зон под действием света, а не тепловым смещением ионов. В перспективе открытие позволит создавать топологические изоляторы «по требованию» для нужд квантовых вычислений и спинтроники.
На обложке: экспериментальная установка для изучения переходной электронной структуры SnTe. Источник: Gérald и Maxime Rumo
The post Физики впервые поймали «неуловимое» состояние вещества appeared first on Хайтек.

