科学家利用光在固体材料中设计量子态
材料的电学特性是由材料中的电子运动决定的。例如,如果电子可以自由移动,则该材料被定义为金属,否则就是绝缘体。为了改变这些固体的电性能,一般采用加热、加压或添加杂质的方法。这是因为固体中原子位置的变化会相应地改变电子的运动。
与此相反,有人提出了弗洛凯态,即当光照射在物质上时,原来的量子态被复制出来。通过采用这样的概念,物质的量子态可以很容易地用光来操纵,这可以有效地应用于量子系统。
在以前的实验中,由于光的频率很高,在固体中实现弗洛奎特态的光强度很大。而且,弗洛奎特态只持续了很短的时间,即250飞秒(1飞秒是一万亿分之一秒)。由于其瞬时性,对其特性的更多定量研究受到了限制。
POSTECH研究小组成功地在石墨烯约瑟夫森结(GJJ)中实验性地实现了稳定的弗洛奎特状态,并通过对其进行连续的微波照射。光的强度已经降低到以前实验的一万亿分之一,大大减少了热量的产生,并实现了持续长久的Floquet状态。
研究小组还开发了一种新型的超导隧道光谱,以高能量分辨率测量弗洛凯状态。这对于定量验证Floquet状态的特性是必要的,该状态根据应用于该设备的光的强度、频率和偏振而变化。
领导这项研究的Gil-Ho Lee和Gil Young Cho教授解释说:"这项研究的意义在于,我们已经创建了一个可以详细研究Floquet状态的平台。"他们补充说:"我们计划进一步研究光的属性,如偏振,与弗洛凯状态之间的相关性。"