بولاريتون

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
علاقة تشتت الفونون بولاريتون في GaP . المنحنيات الحمراء هي علاقات تشتت الفونون والفوتون غير المقترنة، والمنحنيات السوداء هي نتيجة الاقتران (من الأعلى إلى الأسفل: بولاريتون علوي، فونون LO، بولاريتون سفلي).

في الفيزياء ، تُعرف البولاريتونات بأنها جسيمات شبه بوزونية ناتجة عن اقتران قوي بين الموجات الكهرومغناطيسية ( الفوتون ) وثنائي قطب كهربائي أو مغناطيسي يحمل حالة إثارة ( حالة ) في المادة الصلبة أو السائلة ( مثل الفونون أو البلازمون أو الإكسيتون ) . [ 1 ] تصف البولاريتونات تقاطع تشتت الضوء مع أي رنين متفاعل .

تُعدّ هذه الجسيمات تعبيرًا عن تنافر المستويات ( ظاهرة كمومية )، والمعروف أيضًا بمبدأ التقاطع المتجنب . وبناءً على ذلك، يمكن اعتبار البولاريتونات أنماطًا اهتزازية جديدة لمادة أو بنية معينة، تنشأ عن اقتران قوي بين الأنماط الأساسية، وهي الفوتون والتذبذب ثنائي القطب. وتختلف الجسيمات شبه البوزونية عن البولارونات ( جسيم شبه فرميوني )، التي تتكون من إلكترون وسحابة فونونية مرتبطة به .

تُخالف البولاريتونات حدّ الاقتران الضعيف، ولا تنتشر الفوتونات المرتبطة بها بحرية في البلورات. بل تعتمد سرعة انتشارها بشدة على تردد الفوتون.

تم الحصول على نتائج تجريبية مهمة حول جوانب مختلفة من الإكسيتون-بولاريتون في حالة أكسيد النحاس (I) .

تاريخ

رُصدت التذبذبات في الغازات المتأينة بواسطة ليفي تونكس وإيرفينغ لانغمير عام 1929. [ 3 ] وقد تناول كيريل بوريسوفيتش تولبيغو البولاريتونات نظريًا لأول مرة . [ 4 ] [ 5 ] أُطلق عليها اسم الإكسيتونات الضوئية في الأدبيات العلمية السوفيتية. اقترح سولومون إسحاقوفيتش بيكار هذا الاسم ، ولكن تم اعتماد مصطلح بولاريتون الذي اقترحه جون هوبفيلد .

تم الحصول على حالات اقتران الموجات الكهرومغناطيسية والفونونات في البلورات الأيونية وعلاقة التشتت الخاصة بها، والمعروفة الآن باسم بولاريتونات الفونون، بواسطة كيريل تولبيجو في عام 1950 [ 4 ] [ 5 ] وبشكل مستقل بواسطة هوانغ كون في عام 1951. [ 6 ] [ 7 ] تم نشر التفاعلات الجماعية بواسطة ديفيد باينز وديفيد بوم في عام 1952، وتم وصف البلازمونات في الفضة بواسطة هربرت فروليش وهـ. بيلزر في عام 1955.

تنبأ آر إتش ريتشي بوجود بلازمونات السطح عام 1957، ثم نشر ريتشي وإتش بي إلدريدج تجارب وتنبؤات حول الفوتونات المنبعثة من رقائق معدنية مشععة عام 1962. ونشر أوتو أول بحث له عن بلازمونات السطح-بولاريتونات عام 1968. [ 8 ] وفي عام 2016، رصد جيوفاني ليراريو وزملاؤه، في معهد CNR NANOTEC لتقنية النانو، خاصية الميوعة الفائقة للبولاريتونات عند درجة حرارة الغرفة ، باستخدام تجويف دقيق عضوي يدعم استقرار إكسيتون-بولاريتونات فرينكل عند درجة حرارة الغرفة. [ 9 ]

في عام 2018، أعلن العلماء عن اكتشاف شكل جديد من الضوء ثلاثي الفوتونات ، والذي قد يتضمن البولاريتونات ويمكن أن يكون مفيدًا في الحواسيب الكمومية . [ 10 ] [ 11 ]

في عام 2024، أفاد باحثون عن اقتران فائق القوة لطبقة PEPI في تجويف دقيق من نوع فابري-بيرو، يتكون من مرآتين عاكستين جزئيًا. طبقة PEPI عبارة عن بيروفسكايت ثنائي الأبعاد مصنوع من (PEA)2PbI4 (فينيثيل أمونيوم يوديد الرصاص ). يؤدي وضع طبقة PEPI داخل تجويف دقيق من نوع فابري-بيرو إلى تكوين بولاريتونات، ويتيح التحكم في إفناء الإكسيتون-إكسيتون، مما يزيد من كفاءة الخلايا الشمسية وشدة ED. [ 12 ]

الأنواع

البولاريتون هو نتاج تفاعل فوتون مع إثارة قطبية في مادة ما. وفيما يلي أنواع البولاريتونات:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "بولاريتون" . قاموس ليكسيكو الإنجليزي البريطاني . مطبعة جامعة أكسفورد . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 يناير 2021.
  2. ↑ موري، زاكاري ن.؛ سيكارينو، كريستوفر ج.؛ هابر، يوناه ب.؛ كيو، ديانا ي.؛ دا جورنادا، فيليبي هـ. (22-05-2026). "البولاريتونات الإكسيتونية وتحديد موقع الإكسيتون من خلال منهجية دالة غرين التفاعلية من المبادئ الأولى" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 136 (20). doi : 10.1103/j591-6f6f . ISSN 0031-9007 . 
  3. ↑ تونكس، لوي؛ لانغمير، إيرفينغ (1929-02-01). "التذبذبات في الغازات المتأينة" . مجلة Physical Review . 33 (2): 195-210 . Bibcode : 1929PhRv...33..195T . doi : 10.1103/PhysRev.33.195 . PMC 1085653. PMID 16587379 .  
  4. 1 2 تولبيغو، ك.ب. (1950). "الخواص الفيزيائية لشبكة ملح صخري مكونة من أيونات قابلة للتشوه". مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية . 20 (6): 497-509 ، باللغة الروسية.
  5. 1 2 ك.ب. تولبيغو، "الخواص الفيزيائية لشبكة ملح صخري مكونة من أيونات قابلة للتشوه"، مجلة الفيزياء النظرية والتطبيقية ، المجلد 20، العدد 6، الصفحات 497-509 (1950)، الترجمة الإنجليزية: المجلة الأوكرانية للفيزياء ، المجلد 53، عدد خاص (2008)؛ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 2015-12-08 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 2015-10-15 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  6. ↑ هوانغ، كون (1951). "اهتزازات الشبكة والموجات الضوئية في البلورات الأيونية". مجلة نيتشر . 167 (4254): 779-780 . Bibcode : 1951Natur.167..779H . doi : 10.1038/167779b0 . S2CID 30926099 . 
  7. ↑ هوانغ، كون (1951). "حول التفاعل بين مجال الإشعاع والبلورات الأيونية". وقائع الجمعية الملكية في لندن . 208 (1094): 352-365 . Bibcode : 1951RSPSA.208..352H . doi : 10.1098/rspa.1951.0166 . S2CID 97746500 . 
  8. ↑ أوتو، أ. (1968). "إثارة موجات البلازما السطحية غير الإشعاعية في الفضة بطريقة الانعكاس الكلي المحبط". مجلة الفيزياء 216 ( 4): 398-410 . Bibcode : 1968ZPhy..216..398O . doi : 10.1007/BF01391532 . S2CID 119934323 . 
  9. ^ ليراريو، جيوفاني. فيراموسكا، أنطونيو؛ باراتشاتي، فابيو؛ بالاريني، داريو؛ داسكالاكيس، كونستانتينوس س.؛ دومينيتشي، لورينزو؛ دي جيورجي، ميلينا؛ ماير، ستيفان A.؛ جيجلي، جوزيبي؛ كينا كوهين، ستيفان؛ سانفيتو ، دانييلي (2017). “السيولة الفائقة في درجة حرارة الغرفة في مكثفات البولاريتون”. فيزياء الطبيعة . 13 (9): 837– 841. أرخايف : 1609.03153 . بيب كود : 2017NatPh..13..837L . دوى : 10.1038/nphys4147 . S2CID 119298251 . 
  10. ↑ هيغنيت، كاثرين (16 فبراير 2018). "الفيزياء تخلق شكلاً جديداً من الضوء قد يقود ثورة الحوسبة الكمومية" . نيوزويك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 فبراير 2018 .
  11. ↑ ليانغ، تشي يو؛ وآخرون . (16 فبراير 2018). "ملاحظة حالات الارتباط ثلاثية الفوتونات في وسط كمومي غير خطي" . مجلة ساينس . 359 (6377): 783-786 . arXiv : 1709.01478 . Bibcode : 2018Sci...359..783L . doi : 10.1126/science.aao7293 . PMC 6467536. PMID 29449489 .   
  12. ↑ دورتي، جاستن (9 أغسطس 2024). "معًا أقوى: ربط الإكسيتونات بالبولاريتونات لتحسين الخلايا الشمسية وزيادة شدة إضاءة مصابيح LED" . كلين تكنيكا . المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية . تاريخ الاسترجاع: 12 أكتوبر 2024 .
  13. ↑ فوكس، مارك (2010). الخصائص البصرية للمواد الصلبة ( الطبعة الثانية). مطبعة جامعة أكسفورد . ص 107. ISBN   978-0199573370.
  14. ↑ إرادات، ن.؛ وآخرون (2002). "دليل على إثارة براغوريتون في بلورات أوبال فوتونية مشبعة بأصباغ عالية الاستقطاب". رسائل الفيزياء التطبيقية 80 (19): 3491. arXiv : cond-mat/0105205 . Bibcode : 2002ApPhL..80.3491E . doi : 10.1063/1.1479197 . S2CID 119077076 .  
  15. ↑ يوين-تشو، جويل؛ سايكن، سيميون ك.؛ تشو، توني؛ أونباسلي، محمد ج.؛ روس، كارولين أ.؛ بولوفيتش، فلاديمير؛ بالدو، مارك أ. (2016-06-09). "نقاط ديراك للبلكسيتون والأنماط الطوبولوجية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 11783. arXiv : 1509.03687 . Bibcode : 2016NatCo...711783Y . doi : 10.1038/ ncomms11783 . ISSN 2041-1723 . PMC 4906226. PMID 27278258 .   
  16. ↑ كاوتش، أ.؛ وآخرون (2020). "الإثارات البصرية العامة للأنظمة المترابطة: باي-تونات". مجلة Physical Review Letters ، 124 ( 4) 047401. arXiv : 1902.09342 . Bibcode : 2020PhRvL.124d7401K . doi : 10.1103/PhysRevLett.124.047401 . PMID 32058776. S2CID 119215630 .   
  17. ^ كلينجشيرن ، كلاوس ف. (2012/07/06). بصريات أشباه الموصلات (4 ed.). سبرينغر. ص. 105. ردمك   978-364228362-8.

للمزيد من القراءة