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Résultat scientifique | Matière & Univers

Produire un gaz bidimensionnel d’électrons par laser


​En excitant un isolant topologique avec un laser femtoseconde (10-15 s), une collaboration de physiciens a réussi à produire des états électroniques de surface parfaitement polarisés en spin et de durée de vie assez longue. Au-delà du résultat fondamental, cette observation est un pas supplémentaire vers l'exploitation d'états quantiques polarisés en spin, dans le traitement de l'information.

Publié le 16 novembre 2015

​Les isolants topologiques sont intéressants car ils possèdent des états de conduction de surface polarisés en spin. Cependant la présence d’impuretés dégrade souvent leur caractère isolant en volume et masque, à température ambiante, leurs remarquables propriétés.

Des chercheurs ont réussi à contourner cette difficulté en considérant les états excités d'un chalcogénure de bismuth (Bi2Se3 et Bi2Te3), peuplés avec des impulsions laser ultra-courtes. Par photo-émission résolue en temps, ils ont pu montrer que cette population d'électrons dans des états électroniques excités de surface forme un gaz bidimensionnel, où chaque état électronique est parfaitement polarisé en spin et exploitable puisque la durée de vie de ces états est près de dix fois supérieure à celles des autres états excités.

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