Международная команда ученых из Окинавского института науки и технологий и Стэнфордского университета впервые продемонстрировала возможность изменять свойства материалов без сверхмощного света. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.
Методика, известная как Флоке-инженерия, позволяет воздействовать на электроны материала периодической внешней силой. Ранее для этого требовались лазеры колоссальной мощности, что делало технологию неприменимой в реальных устройствах: образцы быстро повреждались, а эффект длился доли секунды.
Исследователи нашли элегантное решение — вместо фотонов они использовали экситоны. Эта квазичастица, состоящая из электрона и «дырки», формируется внутри материала и взаимодействует с ним гораздо сильнее. В эксперименте на двумерном полупроводнике лазер создавал «суп» из экситонов, которые затем изменяли энергетическую структуру электронов. При этом интенсивность воздействия была на порядок ниже, чем при использовании обычного света.
Экситоны создали «реплики Флоке» и продемонстрировали управляемое изменение свойств материи. Теоретически подобный подход можно применять и с другими квазичастицами — фононами, магнонами или плазмонами. Это открывает путь к созданию квантовых материалов «по требованию», которые могут стать основой будущих компьютеров, сенсоров и других высокотехнологичных устройств.