近日，深圳技術(shù)大學(xué)集成電路與光電芯片學(xué)院寧存政教授團(tuán)隊(duì)首次實(shí)驗(yàn)證實(shí)一種全新的復(fù)合量子實(shí)體的存在，并將其命名為“四子（Quadruplon）”。這一發(fā)現(xiàn)不僅突破了半導(dǎo)體物理傳統(tǒng)認(rèn)知，更有望為半導(dǎo)體技術(shù)和量子器件開發(fā)帶來革命性的進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《光：快訊》上。

研究團(tuán)隊(duì)利用超快光學(xué)泵浦-探測技術(shù)，對單層二碲化鉬（MoTe2）進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)在激子峰低能量側(cè)有6個(gè)新的吸收峰，且這些吸收峰無法用現(xiàn)有的準(zhǔn)粒子理論進(jìn)行解釋。

“我們系統(tǒng)研究了這些特征峰隨溫度與泵浦功率的演變規(guī)律，所有證據(jù)都指向材料的內(nèi)稟屬性。”研究團(tuán)隊(duì)成員唐嘉鋮介紹，在排除雜質(zhì)、缺陷等外在干擾后，他們確認(rèn)這些譜峰代表著全新的物理現(xiàn)象。

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關(guān)鍵結(jié)果與理論闡釋

寧存政說：“現(xiàn)有理論只能描述激子、三子和雙激子等已知準(zhǔn)粒子。當(dāng)我們突破性地考慮全部可能的四體量子態(tài)后，新理論除了能解釋已知的光譜特征外，完美復(fù)現(xiàn)了所有新的實(shí)驗(yàn)測到的光譜特征。”

據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)通過獨(dú)創(chuàng)方法，通過與“集團(tuán)展開”分析方法的關(guān)聯(lián)，最終確認(rèn)這些特征源自由（2電子-2空穴）直接關(guān)聯(lián)形成的“四子”，且這種強(qiáng)關(guān)聯(lián)量子實(shí)體無須激子參與即可穩(wěn)定存在，與經(jīng)典雙激子的組合模式存在本質(zhì)差異。

“‘四子’的發(fā)現(xiàn)豐富了現(xiàn)有的準(zhǔn)粒子體系。”寧存政說，“更重要的是，這種四體強(qiáng)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，可為制備量子糾纏態(tài)提供全新物質(zhì)載體。”

另悉，該發(fā)現(xiàn)與歐洲核子中心在夸克系統(tǒng)中觀測的四夸克現(xiàn)象形成跨能量尺度呼應(yīng)，為研究四體量子系統(tǒng)開辟了更易操控的半導(dǎo)體平臺。