Un equipo de investigación de POSTECH dirigido por el profesor Gil-Ho Lee y Gil Young Cho (Departamento de Física) ha desarrollado una plataforma que puede controlar las propiedades de los materiales sólidos con luz y medirlas.

Reconocido por desarrollar una plataforma para controlar y medir las propiedades de los materiales de varias maneras con la luz, los hallazgos del estudio se publicaron en la revista Nature el 15 de marzo de 2022.

Las propiedades eléctricas de un material están determinadas por el movimiento de electrones en el material. Por ejemplo, un material se define como metal si los electrones pueden moverse libremente; de lo contrario, es un aislante. Para cambiar las propiedades eléctricas de estos sólidos, generalmente se ha utilizado la aplicación de calor o presión o la adición de impurezas. Esto se debe a que el cambio en la posición de los átomos en el sólido cambia el movimiento de los electrones en consecuencia.

Por el contrario, se ha propuesto el estado Floquet, en el que el estado cuántico original se replica cuando se irradia luz sobre la materia. Al adoptar tal concepto, los estados cuánticos de la materia se pueden manipular fácilmente con la luz, que se puede usar de manera efectiva en los sistemas cuánticos.

En experimentos anteriores, la intensidad de la luz para realizar el estado Floquet en sólidos fue enorme debido a la alta frecuencia de la luz. Además, los estados de Floquet duran solo un tiempo muy corto de 250 femtosegundos. Debido a su naturaleza transitoria, los estudios más cuantitativos de sus características han sido limitados.

El equipo de investigación de POSTECH logró realizar experimentalmente el estado estacionario de Floquet en una unión de grafeno Josephson (GJJ) e irradiar microondas continuas sobre ella. La intensidad de la luz se ha reducido a una billonésima parte del valor de los experimentos anteriores, lo que reduce significativamente la generación de calor y permite estados de Floquet de larga duración.

El equipo de investigación también desarrolló una nueva espectroscopia de tunelización superconductora para medir los estados de Floquet con alta resolución de energía. Esto es necesario para verificar cuantitativamente las características del estado Floquet que varía según la intensidad, frecuencia y polarización de la luz aplicada al dispositivo.

"Este estudio es significativo porque hemos creado una plataforma que puede estudiar el estado de Floquet en detalle", explicaron los profesores Gil-Ho Lee y Gil Young Cho, quienes dirigieron el estudio. Agregaron:"Planeamos investigar más a fondo la correlación entre las propiedades de la luz, como la polarización, y los estados de Floquet". + Explora más

Los investigadores observan el efecto de interferencia entre las cuasipartículas de Floquet utilizando un reloj de celosía óptica de estroncio