Лазерный мир

В международной научной лаборатории «Фотопроцессы в мезоскопических системах» Университета ИТМО начали изучать двумерные материалы и их оптические и электронные свойства.

Двумерные материалы – это структуры толщиной в один атом, самый известный пример – графен. К лаборатории Университета ИТМО недавно присоединилась физик-экспериментатор в области двумерных систем Екатерина Хестанова, которая окончила аспирантуру в Университете Манчестера, где изучала двумерные материалы.

В интервью ITMO.NEWS она рассказала о том, чем именно будет заниматься в лаборатории вуза, а также о своих прошлых исследованиях.

Чем в области двумерных материалов вы будете заниматься в Университете ИТМО?

Двумерные материалы – это относительно новая область исследований, которая началась с графена, впервые полученного в 2004 году. Значимость этого открытия была быстро оценена мировым научным сообществом, и в рекордно короткий срок, всего через шесть лет после первых экспериментов, первооткрывателям графена Андрею Гейму и Константину Новоселову была присуждена Нобелевская премия. Но двумерные материалы не ограничиваются графеном. Существует большое количество материалов со слоистой структурой, из которых можно извлечь слои толщиной в один атом. В Университете ИТМО моя работа заключается в исследовании оптических свойств одних из самых, на мой взгляд, перспективных видов двумерных материалов – атомарно тонких полупроводников. Важным свойством полупроводников является способность поглощать свет определенной длины волны. Эта способность зависит от структуры конкретного материала. При этом поглощенная энергия световой волны идет на связывание положительных и отрицательных зарядов в материале в новые комплексные частицы – экситоны. Формирование таких экситонов происходит и в атомарно тонких полупроводниках и сейчас является фокусом исследований многих научных групп.

Мы в своей работе стараемся думать на шаг вперед и хотим научиться создавать еще более сложные частицы – экситон-поляритоны, которые получаются, когда экситон взаимодействует с частицей света – фотоном. Сами по себе экситон-поляритоны являются очень интересными объектами, и открывают путь к изучению таких экзотических физических явлений, как Бозе-Эйнштейновская конденсация и поляритонная сверхтекучесть. Получение экситон-поляритонов имеет также и прикладное значение, например, для создания поляритонных лазеров с ультранизким порогом лазирования. Такие высокоэнергоэффективные, а в случае двумерных материалов еще и наноразмерные лазеры и оптические транзисторы могли бы стать основой для построения оптического компьютера.

Читать далее: http://news.ifmo.ru/ru/science/photonics/news/7544/