Ett POSTECH-forskarlag under ledning av professor Gil-Ho Lee och Gil Young Cho (Institutionen för fysik) har utvecklat en plattform som kan styra egenskaperna hos fasta material med ljus och mäta dem.

Erkänd för att ha utvecklat en plattform för att kontrollera och mäta materialegenskaper på olika sätt med ljus, publicerades resultaten från studien i tidskriften Nature den 15 mars 2022.

De elektriska egenskaperna hos ett material bestäms av elektronernas rörelse i materialet. Till exempel definieras ett material som en metall om elektroner kan röra sig fritt; annars är det en isolator. För att ändra de elektriska egenskaperna hos dessa fasta ämnen har man i allmänhet använt värme eller tryck eller tillföra föroreningar. Detta beror på att förändringen av atomernas position i det fasta ämnet ändrar elektronernas rörelse i enlighet med detta.

Däremot har Floquet-tillståndet, där det ursprungliga kvanttillståndet replikeras när ljus bestrålas på materia, föreslagits. Genom att anta ett sådant koncept kan kvanttillstånd av materia lätt manipuleras med ljus, som effektivt kan användas i kvantsystem.

I tidigare experiment var ljusintensiteten för att realisera Floquet-tillstånd i fasta ämnen enorm på grund av ljusets höga frekvens. Dessutom varar Floquet-tillstånd bara under en mycket kort tid på 250 femtosekunder. På grund av deras övergående natur har mer kvantitativa studier av deras egenskaper begränsats.

POSTECHs forskargrupp lyckades med det experimentella förverkligandet av det stabila Floquet-tillståndet i en grafen Josephson-korsning (GJJ) och genom att bestråla kontinuerliga mikrovågor på den. Ljusets intensitet har minskat till en biljondel av värdet av tidigare experiment, vilket avsevärt minskar värmegenereringen och möjliggör kontinuerligt långvariga Floquet-tillstånd.

Forskargruppen utvecklade också en ny supraledande tunnelspektroskopi för att mäta Floquet-tillstånden med hög energiupplösning. Detta är nödvändigt för att kvantitativt verifiera egenskaperna hos Floquet-tillståndet som varierar beroende på intensiteten, frekvensen och polariseringen av ljus som appliceras på enheten.

"Denna studie är betydelsefull eftersom vi har skapat en plattform som kan studera Floquet-tillståndet i detalj", förklarade professorerna Gil-Ho Lee och Gil Young Cho som ledde studien. De tillade, "Vi planerar att ytterligare undersöka korrelationen mellan egenskaper hos ljus, såsom polarisering, och Floquet-tillstånden." + Utforska vidare

Forskare observerar interferenseffekter mellan Floquet kvasipartiklar med hjälp av strontium optisk gitterklocka