远超旧手段！科学家利用二维材料创造出独特平台

科学日报，华盛顿，2月25日(记者刘海英)——一个国际研究小组在25日发表在《自然》杂志上的一篇论文中说，他们已经开发了一个新系统，可以通过堆叠和扭曲两个二维材料来精确捕获和操纵单个激子。研究人员表示，该研究成果为开发能够精确监测激子的新实验平台奠定了基础，并有望推动新量子技术的研发。

激子是与光子相互作用后产生的可移动电子-空穴对，因其“信息记录”特性而成为量子信息技术领域的一个重要研究对象。无论使用何种技术应用来利用激子的“信息记录”特性，都必须创建一个系统来捕获单个激子，否则它将随机扩散，导致无法追踪。

这一次，由华盛顿大学、田纳西大学、橡树岭国家实验室和中国香港大学的物理学家组成的研究小组发现，当两种单层二维半导体材料二硒钼和二硒钨堆叠在一起并扭曲时，将形成一种类似高尔夫球表面纹理的纳米级“超晶格”结构，称为“莫尔图案”。一个接一个有序排列的陷阱将在绝对零度以上几度的温度下捕获激子。

与科学家过去开发的能捕获几个相互靠近的激子的技术相比，新系统有明显的优势。除了比旧方法捕获更多的能力之外，新系统还能让科学家精确控制其中的陷阱和激子。他们可以通过改变二维材料叠层的扭转角来观察激子的不同光学性质。例如，在扭转角为0度和60度的系统中，激子将表现出明显不同的磁矩。

研究人员表示，用于精确控制激子的人工量子平台是一个令人兴奋的系统，将有助于推动新量子器件的发展。他们希望将来能够系统地研究扭转角微小变化的影响，并更好地调整激子陷阱之间的距离，以便科学家能够在激子相互作用时探测到它们的量子力学性质。