來自瑞士、德國和法國的物理學家發現，由超短雷射脈衝發射的大振幅聲波可以動態地操縱半導體的光學響應。
材料科學研究的主要挑戰之一是在室溫下實現半導體光學特性的高可調性。這些性質是由「激子」控制的，激子是半導體中負電子和正空穴的結合對。
激子在光電子學中變得越來越重要，在過去的幾年裡，人們對溫度、壓力、電場和磁場等能夠調節激子特性的控制參數的研究出現了激增。然而，只有在平衡條件下和低溫條件下才會出現較大的變化。環境溫度的顯著變化對應用很重要，但迄今為止還沒有出現。
目前，這項工作剛剛在洛桑超快科學中心EPFL的Majed Chergui實驗室中完成，該實驗室與漢堡馬普研究所的Angel Rubio和勒芒大學的Pascal Ruello的理論小組合作。國際團隊在《科學進展》雜誌上發表論文，首次展示了利用聲波控制激子特性的方法。為了做到這一點，研究人員使用超短雷射脈衝在材料中發射了一種高頻(數百千兆赫)的大振幅聲波。該策略進一步考慮了激子特性在高速下的動力學控制。
這一顯著的結果是在室溫下二氧化鈦上得到的，二氧化鈦是一種廉價而豐富的半導體，被廣泛用於光能轉換技術，如光電、光催化和透明導電襯底。
「我們的發現和完整的描述為應用提供了非常令人興奮的前景，比如便宜的聲光設備或外部機械應變傳感器技術，」Majed Chergui說。「利用高頻聲波，如超短雷射脈衝所產生的高頻聲波，作為激子的控制方案，為聲子激子學和主動激子學開闢了一個新時代，類似於利用金屬等離子體激發的主動電漿子。」
這些結果只是在材料中發射高頻聲波探索的開始。」文章的第一作者、目前在麻省理工學院(MIT)工作的愛德華多巴爾迪尼(Edoardo Baldini)補充道，「我們希望在未來利用它們來控制控制磁性的基本相互作用，或觸發複雜固體中的新型相變。」