半导体晶体中发现的新型准粒子|《通讯-物理》

本周《通讯-物理》发表的一篇论文 Electronic excitations stabilized by a degenerate electron gas in semiconductors 描述了一种在高质量半导体晶体中发现的新型准粒子——Collexon。可以印证 准粒子存在的材料会表现出独特的光学特征和不同寻常的物理特性 ，这些特点对基础科学和应用科学都很重要。

通过光致发光监测激子类复合体的稳定化。

Nenstiel et al .

在由许多不同粒子组成的微观复杂系统 （如固体材料） 中，每个粒子的运动都是复杂的，是该粒子与周围粒子之间的各种强烈相互作用的产物。为了可以更简单地了解这些系统的行为和特性，物理学家重新构想了固体，想象它们包含的是在自由空间中弱相互作用的粒子。这些“准粒子”具有不同的类型，可以带来有关材料特性的不同认知。

德国柏林工业大学的Christian Nenstiel及其同事将氮化镓半导体晶体中的原子替换为锗原子，他们在维持原始晶体结构的同时，实现了高浓度的原子取代。然而，这样的原子取代改变了晶体的物理特性——增加了固体中自由电子的浓度。通过分析这些经过特殊处理的晶体对光的吸收和发射，作者观察到了他们认为是Collexon的稳定性随着电子气密度的上升而上升的现象。他们认为这可能是所有半导体的标准特性——只要能够实现相同水平的原子取代即可。

费米海中的Collexon激发。

Nenstiel et al .

如果这些发现可以得到理论研究的支持，那么Collexon可以被认为是半导体材料具有的共同特征。半导体是现代技术的基础，提高我们对其电子结构的理解，既有益于理论研究，也有益于应用研究。 ⓝ

commsphys|doi:10.1038/s42005-018-0033-4

点击“ 阅读原文 ”阅读论文

Electronic excitations stabilized by a degenerate electron gas in semiconductors