量子「ショックアブソーバー」により、ペロブスカイトは室温で超蛍光を示すことができます-ScienceDaily

一斉に泳ぐ魚の群れやホタルの同期した点滅を想像してみてください。自然界での集団行動の例です。 同様の集団的振る舞いが量子世界で起こると（巨視的量子相転移として知られる現象）、それは超伝導、超流動、または超蛍光などのエキゾチックなプロセスにつながります。 これらすべてのプロセスにおいて、量子粒子のグループは、巨大な量子粒子のように機能する巨視的にコヒーレントなシステムを形成します。

超蛍光は、双極子として知られる小さな発光ユニットの集団が巨大な量子双極子を形成し、同時に光子のバーストを放射する巨視的な量子相転移です。 超伝導や超流動と同様に、双極子は位相が急速にずれて集合的にコヒーレント状態を形成できないため、通常、超蛍光では極低温を観察する必要があります。

最近、ノースカロライナ州立大学の物理学教授であり、この研究を説明する論文の著者であるケナン・グンドグドゥが率いるチームが、ハイブリッドペロブスカイトの室温での超蛍光を観察しました。

「私たちの最初の観察は、何かがこれらの原子を高温での熱的乱れから保護していることを示しました」とGundogduは言います。

チームは、一般的なハロゲン化鉛ハイブリッドペロブスカイトの構造と光学特性を分析しました。 彼らは、これらの材料にポーラロンが形成されていることに気づきました。これは、束縛された格子運動と電子でできた準粒子です。 格子運動とは、集合的に振動している原子のグループを指します。 電子がこれらの振動原子に結合すると、ポーラロンが形成されます。

「私たちの分析では、大きなポーラロンの形成により、「振動絶縁の量子アナログ」またはQAVIと呼ばれる熱振動ノイズフィルターメカニズムが作成されることが示されました」とGundogdu氏は言います。

ノースカロライナ州立大学のフランキー・ソー、ウォルター、アイダ・フリーマン材料科学工学教授によると、「素人の言葉で言えば、QAVIはショックアブソーバーです。双極子がショックアブソーバーによって保護されると、同期して超蛍光を発することができます。」 研究の共著者もそうです。

研究者によると、QAVIはハイブリッドペロブスカイトなどの特定の材料に存在する固有の特性です。 ただし、このメカニズムがどのように機能するかを理解すると、室温で動作できる量子デバイスにつながる可能性があります。

「このメカニズムを理解することは、主要な物理学のパズルを解決するだけでなく、拡張された量子コヒーレンスと巨視的な量子相転移を可能にする特性を持つ材料を識別、選択、調整するのに役立つかもしれません」とGundogduは言います。

研究はに表示されます ネイチャーフォトニクス 国立科学財団（助成金1729383）とノースカロライナ州立大学の研究およびイノベーションシード資金によってサポートされています。 ノースカロライナ州立大学の大学院生であるMelikeBilirogluとGamzeFindikは共同筆頭著者です。

ストーリーソース：

材料 によって提供された ノースカロライナ州立大学。 TraceyPeakeによって書かれたオリジナル。 注：コンテンツは、スタイルと長さで編集できます。