Os cientistas descobriram que um campo magnético perpendicular faz com que as quasipartículas eletricamente neutras (excitons) em semicondutores se comportem como elétrons no efeito Hall. Esta descoberta ajudará os pesquisadores a estudar a física dos excitons e condensados ​​de Bose-Einstein.

O efeito Hall pode ser obtido aplicando-se um campo magnético em uma direção perpendicular ao fluxo de corrente de um semicondutor ou placa de metal. Nesse caso, todos os elétrons se desviarão para um lado, que vai acumular uma carga negativa, enquanto o outro lado tem uma carga positiva. Isso resulta em tensão entre as faces das extremidades direita e esquerda da placa.

Físicos ITMO descobriram recentemente um efeito semelhante, mas para excitons, quasipartículas neutras compostas. Ocorre quando um laser afeta uma placa semicondutora de arseneto de gálio, por exemplo, na presença de um campo magnético. O novo fenômeno foi chamado de efeito Hall exciton anômalo.

"Se você pegar uma tira fina de um material semicondutor e colocá-la sob um feixe de laser no ângulo certo, você criará um fluxo direcionado de gás exciton. Ao aplicar um campo magnético perpendicular a este filme, você fará com que a nuvem de excitons se desvie para um lado. E este é um análogo completo do efeito Hall - mas para quasipartículas compostas com carga neutra, "explica Valerii Kozin, um Ph.D. estudante da Faculdade de Física e Engenharia da ITMO.

Este efeito ajudará os pesquisadores a separar os excitons claros e escuros. Quando o gás exciton é formado, alguns excitons são capazes de emitir luz quando o elétron retorna ao seu lugar. Essas quasipartículas são chamadas de excitons brilhantes. Outros excitons desaparecem sem emissão de luz - estes são excitons escuros. Embora seja especialmente difícil estudá-los e obtê-los porque os dois tipos de quasipartículas são criados simultaneamente, o método proposto para separar excitons brilhantes dos escuros resolverá esse problema com sucesso.

Valerii Kozin admite que é improvável que o efeito descoberto seja tão amplamente aplicado às tecnologias de efeito Hall usadas em smartphones, mas pode ser altamente valioso para cientistas que estudam excitons. Em particular, simplificará muito o estudo de estados da matéria alucinantes e complexos como os condensados ​​de Bose-Einstein.