Физики впервые проследили за движением экситонов

Ученые из Массачусетского технологического института (МТИ) и Городского университета Нью-Йорка создали технику визуализации движения экситонов. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а его краткое содержание доступно на сайте МТИ.

Исследователи использовали взаимосвязь между переносом экситонов и возбуждениями молекулярной наноструктуры кристаллов, возникающими при движении квазичастиц. Авторы представили пространственную, временную и спектральную визуализации движения экситонов в молекулярных кристаллах. По словам исследователей, перенос экситонов определяется наномасштабной морфологией, сильно зависящей от типа материала.

В своей работе ученые провели томографию тетрацена ? углеводорода со свойствами полупроводника, который они использовали в качестве прототипа молекулярного кристалла.

Экситон ? долгоживущее возбужденное состояние в наноразмерной системе, состоящее из электрона и положительно заряженной «дыры». Миграция связанных электрона и «дыры» в кристалле, а также сопровождающие это процессы переноса энергии удобно интерпретировать как перемещение квазичастицы ? экситона.

Перенос энергии в виде экситонных возбуждений лежит в основе работы многих устройств ? таких, как, например, солнечные батареи и светодиоды. Физикам впервые удалось наблюдать движение экситонов «напрямую». Это позволяет достигнуть большего прогресса в электронной промышленности и в исследованиях фотосинтеза.