Výzkum fyziků z The City College of New York se zasloužil o nový objev týkající se interakce elektronických excitací prostřednictvím spinových vln.
Výzkumníci prokázali vznik interakce mezi elektronovými excitacemi (excitony, páry elektron-díra) zprostředkované prostřednictvím spinových vln v atomárně tenkých (2D) magnetech. Prokázali, že excitony mohou interagovat i nepřímo prostřednictvím kvazičástic magnonů (spinových vln, tj. signálu, který převrací spiny).
„Jeden exciton změní místní magnetismus a tato změna pak ovlivní jiný exciton v jeho blízkosti. Je to jako dva plovoucí objekty, které se k sobě přitahují rušivými vodními vlnami ve svém okolí,“ uvádí hlavní autor studie Vinod Menon.
Klíčové má být, že interakci mezi excitony lze díky laditelnému magnetismu 2D materiálů řídit externě pomocí magnetického pole. To znamená, že můžeme interakci účinně zapnout nebo vypnout, což je u mnoha jiných typů interakcí obtížné.
Jednou z obzvláště zajímavých aplikací, kterou tento objev umožňuje, je podle autorů studie vývoj kvantových převodníků – zařízení, která převádějí kvantové signály z jedné frekvence na jinou, například z mikrovlnné na optickou. Jedná se o klíčové komponenty pro stavbu kvantových počítačů.
Biswajit Datta et al, Magnon-mediated exciton–exciton interaction in a van der Waals antiferromagnet, Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02183-0
Zdroj: The City University of New York / Phys.org, přeloženo / zkráceno
