韩国科学家在石墨烯约瑟夫森结中实现了稳定的Floquet量子态

技术研究 量科网 2022-04-02 14:49

由韩国浦项科技大学Gil-Ho Lee教授和Gil Young Cho领导的研究小组开发了一个平台,可以实现用光去控制固体材料的特性并对其进行测量。这项研究成果于2022年3月15日发表在《自然》杂志上。

韩国科学家在石墨烯约瑟夫森结中实现了稳定的Floquet量子态

材料的电性能是由材料中电子的运动所决定的。例如,如果电子可以自由移动,则将材料定义为金属;否则,它是绝缘体。为了改变这些固体的电性能,通常使用加热、加压或添加杂质的方法。这是因为固体中原子位置的变化相应地改变了电子的运动。

相比之下,有人提出了一种Floquet态,其中当光照射到物质上时会复制原始的量子态。通过采用这样的概念,物质的量子态可以很容易地用光来进行操纵,可以有效地用于量子系统。

在之前的实验中,由于光的频率很高,在固体中实现Floquet态所需的光强度是巨大的。此外,Floquet态仅持续了很短的250飞秒。由于它们行为的短暂性,对其特征的更多定量研究受到限制。

浦项科技大学的研究团队通过对石墨烯约瑟夫森结(GJJ)进行连续微波辐照,成功地在实验中实现了稳定的Floquet态。且光的强度已降低到先前实验值的万亿分之一,这显着减少了热量的产生并实现了能持续持久的Floquet态。

研究小组还开发了一种新型的超导隧道光谱,以测量具有高能量分辨率的Floquet态。这对于定量验证Floquet态的特性是必要的,该特性取决于施加到设备上的光的强度、频率和偏振。

领导这项研究的Gil-Ho Lee和Gil Young Cho教授解释说:“这项研究意义重大,因为我们创建了一个可以详细研究Floquet态的平台。我们还计划进一步研究光的特性(例如偏振)与Floquet态之间的相关性。”(编译:Qtech)