最近,科研圈迎來一則令人振奮的消息!紐約城市大學的物理學家們取得了一項重大發現,這個發現可能會給未來科技帶來翻天覆地的變化。
他們發現,在二維磁性材料里,電子激發態之間竟然可以通過自旋波來相互作用。自旋波是什么呢?打個比方,它就像是材料磁性結構里泛起的“小漣漪”。
這里面還有個有趣的角色叫激子,它是電子和它留下的“空穴”組成的一對。以前大家都不知道,這些激子能通過自旋波,也就是那些“小漣漪”,間接地影響彼此。就好像兩個在水面上漂浮的物體,它們不用直接接觸,只要攪動周圍的水波,就能相互影響,是不是很神奇?
為了證明這個現象,科學家們選用了一種叫CrSBr的二維磁性半導體材料。這種材料之前就被發現有很強的光和物質相互作用。這次,博士后比斯瓦吉特·達塔、普拉塔普·錢德拉·阿達卡,還有研究生于思超、阿尼亞·達馬帕蘭,和其他幾個研究團隊一起合作完成了研究。
這個發現還有更厲害的地方!因為二維材料的磁性可以調節,所以我們能用磁場來控制激子之間的相互作用。簡單來說,就是能隨心所欲地讓它們“對話”或者“閉嘴”,這在其他類型的相互作用里可很難做到。
從實際應用角度看,這個發現為制造量子換能器帶來了新希望。量子換能器是能把量子信號從一種頻率轉換成另一種頻率的設備,比如把微波信號變成光信號。在未來的量子計算機和量子互聯網里,它可是關鍵的“小零件”,卻有著大作用!
這一研究成果已經發表在《自然材料》雜志上。紐約城市大學的這項研究得到了美國能源部基礎能源科學辦公室、陸軍研究辦公室、國家科學基金會,還有戈登和貝蒂·摩爾基金會的支持。說不定在不久的將來,基于這個發現的各種新技術就會走進我們的生活呢,一起期待吧!
參考資料:DOI: 10.1038/s41563-025-02183-0
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