Schemi del dispositivo di giunzione Josephson. Credito:POSTECH
Un gruppo di ricerca POSTECH guidato dal professor Gil-Ho Lee e Gil Young Cho (Dipartimento di fisica) ha sviluppato una piattaforma in grado di controllare le proprietà dei materiali solidi con la luce e misurarle.
Riconosciuto per lo sviluppo di una piattaforma per controllare e misurare le proprietà dei materiali in vari modi con la luce, i risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature il 15 marzo 2022.
Le proprietà elettriche di un materiale sono determinate dal movimento degli elettroni nel materiale. Ad esempio, un materiale è definito metallo se gli elettroni possono muoversi liberamente; in caso contrario, è un isolante. Per modificare le proprietà elettriche di questi solidi, sono stati generalmente utilizzati l'applicazione di calore o pressione o l'aggiunta di impurità. Questo perché il cambiamento nella posizione degli atomi nel solido cambia di conseguenza il movimento degli elettroni.
Al contrario, è stato proposto lo stato di Floquet, in cui lo stato quantistico originale viene replicato quando la luce viene irradiata sulla materia. Adottando un tale concetto, gli stati quantistici della materia possono essere facilmente manipolati con la luce, che può essere efficacemente utilizzata nei sistemi quantistici.
In esperimenti precedenti, l'intensità della luce per la realizzazione dello stato di Floquet nei solidi era enorme a causa dell'elevata frequenza della luce. Inoltre, gli stati di Floquet durano solo per un tempo molto breve di 250 femtosecondi. A causa della loro natura transitoria, gli studi più quantitativi sulle loro caratteristiche sono stati limitati.
Il team di ricerca POSTECH è riuscito nella realizzazione sperimentale dello stato di Floquet stazionario in una giunzione Josephson di grafene (GJJ) e irradiando su di essa microonde continue. L'intensità della luce è stata ridotta a un trilionesimo del valore degli esperimenti precedenti, riducendo significativamente la generazione di calore e consentendo stati Floquet di lunga durata.
Il team di ricerca ha anche sviluppato una nuova spettroscopia di tunneling superconduttore per misurare gli stati di Floquet con una risoluzione ad alta energia. Ciò è necessario per verificare quantitativamente le caratteristiche dello stato Floquet che varia a seconda dell'intensità, della frequenza e della polarizzazione della luce applicata al dispositivo.
"Questo studio è significativo in quanto abbiamo creato una piattaforma in grado di studiare in dettaglio lo stato di Floquet", hanno spiegato i professori Gil-Ho Lee e Gil Young Cho che hanno condotto lo studio. Hanno aggiunto:"Abbiamo in programma di studiare ulteriormente la correlazione tra le proprietà della luce, come la polarizzazione, e gli stati di Floquet". + Esplora ulteriormente
