主要观点总结
斯塔克效应描述了光谱线能量在外加电场下的移动或劈裂,是现代物理学著名的量子现象之一。文章介绍了斯塔克效应在激子、声子等领域的研究进展,尤其是黄智恒团队在双层MoS 2 中观察到的声子斯塔克效应,并阐述了其理论背景和研究意义。该发现有望推动声子相关的多体物理的进一步研究以及更多集体激发模式斯塔克效应的探索。
关键观点总结
关键观点1: 斯塔克效应描述的是光谱线能量在外加电场下的移动或劈裂,是物理学中的著名量子现象。
斯塔克效应由德国物理学家Johannes Stark于1913年发现,并且由于其对量子力学的重要贡献被授予诺贝尔物理学奖。在凝聚态物理中,激子相关的斯塔克效应已经在各种量子系统中被发现。
关键观点2: 声子斯塔克效应被首次观察到。
中国科学院物理研究所的黄智恒团队基于天然双层过渡金属硫族化物激子量子限域斯塔克效应的研究,利用对层间激子能量的连续调控,实现了垂直电场对双层MoS 2 声子能量的线性调控,阐明了声子斯塔克效应的存在。
关键观点3: 声子斯塔克效应的理论背景和实验验证。
理论方面,中国科学院物理研究所SF10课题组的博士生白云飞等人使用多体微扰理论计算了不同声子模式与层间激子的耦合强度。实验方面,黄智恒团队观察到声子斯塔克效应,并实现了对红外声子高达~ 1200%的强度调制。
关键观点4: 该研究的意义和影响。
本工作将斯塔克效应由激子扩展到声子,并实现了有效的声子调控,有望推动声子相关的多体物理的进一步研究以及更多集体激发模式斯塔克效应的探索,为新的物理现象和应用提供可能。
文章预览
斯塔克效应 (Stark effect) 描述了光谱线能量在外加电场下的移动或劈裂,是现代物理学著名的量子现象之一。斯塔克效应由德国物理学家 Johannes Stark于1913年在氢原子光谱中发现(其实,意大利物理学家 Antonino Lo Surdo也在同一年发现了该效应)。由于斯塔克效应对量子力学理论发展的重要贡献,其发现者Johannes Stark于1919年被授予诺贝尔物理学奖。在凝聚态物理中, 激子 (即受库仑相互作用束缚的电子-空穴对)相关的斯塔克效应也已在各种量子系统中被相继发现,如 量子点、量子阱、范德华异质结等 。激子斯塔克效应不仅为精准、高速、有效操控材料物理性能提供了新的范例,也为新的量子现象和先进技术应用提供了可能,如片上电光调制器、可调谐量子光源、纳米级自旋整流器控制、以及紧凑型光谱仪等。 图1. 双层MoS 2 中的层间激子及其斯塔克
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