“手性表面激子”分别位于图片中轴线的左右两侧。它们分别是由右旋光和左旋光产生的。激子中的电子(浅蓝色)以与光相同的方向围绕“空穴”旋转。电子和空穴会在极短的时间内（不足万亿分之一秒）湮灭，释放出可用于照明、太阳能电池、激光和电子显示器的光。
据phys.org网站2月18日报道，《美国国家科学院院刊》载文称，美国罗格斯大学等发现了一种奇特的电子形式——电子能像行星一样旋转，并可能用于照明、太阳能电池、激光和电子显示器等领域。研究人员称这种特殊形式的电子为“手性表面激子”。粒子和反粒子结合在一起，在固体表面相互旋转形成手性表面激子。
手性指的是像人类左、右手一样可以相互匹配，但不能叠加的特性。论文第一作者、罗格斯大学新布伦瑞克分校（Rutgers University-New Brunswick）物理学教授Girsh Blumberg指导罗格斯激光光谱学实验室的研究生Hsiang-His (Sean) Kung解释说，激子是强光照射下，在固体表面形成的特殊电子形式。强光将带负电荷的电子“踢出”，留下带正电荷的“空穴”。电子和空穴就像快速旋转的陀螺。而电子最终会“螺旋”地向空穴移动，并在万亿分之一秒的极短时间内相互湮灭，同时产生“光致发光”效应。光致发光产生的光可用于包括太阳能电池在内的诸多应用。
科学家们在硒化铋的晶体表面发现了手性激子。硒化铋可以在室温下大量生产，并能用于涂料和其他电子材料中。论文资深作者、物理与天文系教授Blumberg说：“硒化铋是一种神奇的化合物，它属于量子材料中的‘拓扑绝缘体’家族。硒化铋表面有若干导电通道，这使得它的导电效率非常高。”
与手性激子相关的动力学尚不清楚，科学家们希望利用超快成像技术进一步研究它们。此外，研究人员认为在其他材料上也可能发现手性表面激子。
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编译：雷鑫宇
审稿：alone
责编：张梦
期刊来源：《美国国家科学院院刊》
期刊编号：0027-8424
原文链接：
https://phys.org/news/2019-02-exotic-spiraling-electrons-physicists.html
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