密歇根大学开发了一种用于移动激子的新型“线”，可以帮助实现一类新的设备，可能包括室温量子计算机。

　　更重要的是，该团队观察到爱因斯坦关系的严重违反，该关系用于描述粒子如何在空间中扩散，并利用它以比以前可能的小得多的包移动激子。

　　“大自然在光合作用中使用激子。我们在OLED显示器和一些led和太阳能电池中使用激子，”Parag Deotare说，他是ACS Nano研究的共同通讯作者，监督实验工作，电气和计算机工程副教授。这项研究的题目是:一维波导中抑制扩散增强激子漂移输运。

　　“将激子移动到我们想要的地方的能力将帮助我们提高已经使用激子的设备的效率，并将激子学扩展到计算领域。”

　　激子可以被认为是一个粒子(因此是准粒子)，但它实际上是一个电子与材料晶格中带正电的空白空间(“空穴”)相连。因为激子没有净电荷，所以运动的激子不受寄生电容的影响，寄生电容是器件中相邻元件之间的电相互作用，会导致能量损失。

　　激子也很容易转换为光，因此它们为使用光学和激子学而不是电子学的结合的极快和高效的计算机开辟了道路。

　　这种组合可以帮助实现室温量子计算，Mackillo Kira说，他是该研究的共同通讯作者，也是电子和计算机工程教授。

　　激子可以对量子信息进行编码，而且它们能比半导体中的电子附着在量子信息上的时间更长。但这个时间最多也只能用皮秒(10-12秒)来测量，所以基拉和其他人正在研究如何使用飞秒激光脉冲(10-15秒)来处理信息。

　　“全面的量子信息应用仍然具有挑战性，因为量子信息的退化对于普通电子产品来说太快了，”他说。“我们目前正在探索光波电子学，以极快的处理能力来增强激子学。”

　　然而，净电荷的缺乏也使得激子很难移动。此前，Deotare领导了一项用声波推动激子穿过半导体的研究。现在，金字塔结构可以更精确地传输数量较少的激子，像电线一样被限制在一个维度上。

　　研究小组使用激光在金字塔底部的一个角落制造了一团激子，将半导体的价带电子弹回到导带，但带负电的电子仍然被价带中留下的带正电的空穴所吸引。这种半导体是一层二硒化钨半导体，只有三个原子厚，像弹性布一样覆盖在金字塔上。半导体的拉伸改变了激子所经历的能量格局。

　　当我们想象一个主要由重力控制的能量景观时，激子应该沿着金字塔的边缘上升并落在顶峰，这似乎是违反直觉的。但是，实际情况是由半导体的价带和导带之间的距离决定的。两者之间的能隙，也称为半导体的带隙，在半导体被拉伸的地方缩小。激子迁移到最低的能态，漏斗状排列到金字塔的边缘，然后上升到金字塔的顶峰。

　　通常，爱因斯坦写的一个方程很好地描述了一群粒子是如何向外扩散和漂移的。然而，半导体是不完美的，这些缺陷就像陷阱一样，会在激子试图漂移时抓住它们。由于填充了激子云尾部的缺陷，使得激子云的尾部向外扩散。然而，领先优势并没有延伸到那么远。爱因斯坦的关系误差超过10倍。

　　“我们并不是说爱因斯坦错了，但我们已经证明，在这种复杂的情况下，我们不应该用他的关系来预测激子的扩散迁移率，”该研究的第一作者之一、电子和计算机工程研究员马蒂亚斯·弗洛里安(Matthias Florian)说，他在基拉的领导下工作。

　　为了直接测量两者，研究小组需要探测单个光子，当束缚电子和空穴自发地重新结合时发出的光子。通过飞行时间测量，他们还计算出了光子的来源，精确到足以测量云内激子的分布。

　　金字塔结构是在Lurie纳米制造设施中建造的。该团队已经在密歇根大学创新伙伴关系的帮助下申请了专利保护，并正在寻找合作伙伴将这项技术推向市场。