Artykuł pt. „Suppressed Auger scattering and tunable light emission of Landau-quantized massless Kane electrons” został opublikowany na łamach naukowego miesięcznika “Nature Photonics”. Jednym z jego autorów jest dr hab. Marek Potemski, profesor wizytujący na Wydziale Fizyki UW. Publikacja przedstawia m.in. wyniki prac zmierzających do odkrycia i opisania technologii laserów opartych na przejściach między poziomami Landaua.

Jak twierdzą autorzy artykułu, naukowcy już od długiego czasu pracowali nad skonstruowaniem lasera opartego na przejściach między poziomami Landaua. Mógłby on być unikalnym źródłem monochromatycznego promieniowania, z możliwością strojenia za pomocą zewnętrznie przykładanego pola magnetycznego – zarówno w zakresie teraherców, jak i podczerwieni.

–  Pomimo dekad wysiłków, niezawodne urządzenie o takich właściwościach nigdy nie zostało stworzone. Jest to spowodowane obecnością procesów rekombinacji niepromienistej typu Auger, które są bardzo wydajne dla elektronów skwantowanych na poziomach Landau, jeśli tylko te poziomy bądź ich podzbiory są równo oddzielone w energii – mówi prof. Marek Potemski. Wspomniany przez niego proces charakterystyczny jest dla większości badanych dotychczas półprzewodników (z parabolicznymi pasmami energetycznymi), jak również grafenu z bezmasowymi elektronami. – Używając prostych słów, w tych materiałach elektron na poziomie Landaua, zamiast emitować foton o energii rozdzielającej poziomy Landaua, co nazywane jest emisją cyklotronową, oddziałuje z innym elektronem na tym poziomie. W efekcie jeden z tych elektronów „przeskakuje” na wyższy energetycznie poziom Landaua, a drugi „spada” na poziom poniżej – dodaje prof. Marek Potemski.

Autorzy publikacji pt. „Suppressed Auger scattering and tunable light emission of Landau-quantized massless Kane electrons”, która ukazała się na łamach „Nature Photonics” udowadniają, że opisany powyżej schemat nie ma zastosowania w odniesieniu do bezmasowych elektronów Kane’a, które występują w związkach HgCdTe z zerową przerwą energetyczną. Niepożądane rozproszenie Augera jest w tym materiale silnie tłumione, a emisja cyklotronowa wyraźnie zauważalna. To pierwsza tego typu obserwacja w obrębie szerokiej klasy materiałów z liniowymi pasmami energetycznymi. Badania pokazują, że HgCdTe z bezmasowymi fermionami to obiecujący materiał do dalszych prac w kierunku demonstracji działania lasera opartego na przejściach miedzy poziomami Landaua.