科学探索|科学家利用光在固体材料中设计量子态科学家利用光在固体材料中设

【科学探索|科学家利用光在固体材料中设计量子态】由Gil-Ho Lee教授和Gil Young Cho（物理系）领导的POSTECH研究小组开发了一个平台，可以用光控制固体材料的属性并对其进行测量。由于开发了一个可以用光控制和测量材料各种特性的平台而受到认可，该研究的结果于2022年3月16日发表在国际顶级学术期刊《自然》上。

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材料的电学特性是由材料中的电子运动决定的。例如，如果电子可以自由移动，则该材料被定义为金属，否则就是绝缘体。为了改变这些固体的电性能，一般采用加热、加压或添加杂质的方法。这是因为固体中原子位置的变化会相应地改变电子的运动。
与此相反，有人提出了弗洛凯态，即当光照射在物质上时，原来的量子态被复制出来。通过采用这样的概念，物质的量子态可以很容易地用光来操纵，这可以有效地应用于量子系统。
在以前的实验中，由于光的频率很高，在固体中实现弗洛奎特态的光强度很大。而且，弗洛奎特态只持续了很短的时间，即250飞秒（1飞秒是一万亿分之一秒）。由于其瞬时性，对其特性的更多定量研究受到了限制。
POSTECH研究小组成功地在石墨烯约瑟夫森结（GJJ）中实验性地实现了稳定的弗洛奎特状态，并通过对其进行连续的微波照射。光的强度已经降低到以前实验的一万亿分之一，大大减少了热量的产生，并实现了持续长久的Floquet状态。
研究小组还开发了一种新型的超导隧道光谱，以高能量分辨率测量弗洛凯状态。这对于定量验证Floquet状态的特性是必要的，该状态根据应用于该设备的光的强度、频率和偏振而变化。
领导这项研究的Gil-Ho Lee和Gil Young Cho教授解释说："这项研究的意义在于，我们已经创建了一个可以详细研究Floquet状态的平台。"他们补充说："我们计划进一步研究光的属性，如偏振，与弗洛凯状态之间的相关性。"