19 de janeiro de 2026 – Um consórcio internacional liderado pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) e pela Universidade Stanford demonstrou que excítons podem gerar efeitos de Floquet com muito mais eficiência do que a luz, abrindo nova rota para a criação de materiais quânticos sob demanda.
O estudo, publicado na revista Nature Physics sob o título “Driving Floquet physics with excitonic fields”, apresenta uma alternativa ao método tradicional, que utiliza pulsos de luz de altíssima intensidade para modificar temporariamente as bandas eletrônicas de um semicondutor. Segundo os autores, a interação Coulombiana torna o acoplamento dos excítons ao material muito mais forte do que o dos fótons, permitindo alcançar o mesmo efeito com níveis de energia significativamente menores.
Como funciona a engenharia de Floquet
A engenharia de Floquet baseia-se na aplicação de um “drive” periódico — normalmente luz — para alterar, durante a irradiação, as propriedades eletrônicas de um cristal. Ajustando frequência e intensidade do drive, é possível induzir bandas híbridas e, em tese, transformar um semicondutor comum em um supercondutor ou em outro estado exótico.
O uso de luz, porém, exige pulsos ultracurtos na faixa de femtossegundos e intensidades próximas ao limite de dano do material. “Os excítons contornam esse obstáculo, pois nascem dos próprios elétrons da amostra e, por isso, interagem com ela de forma muito mais intensa”, explica o professor Keshav Dani, do OIST.
Experimento com TR-ARPES
Para comprovar a hipótese, a equipe utilizou seu sistema de espectroscopia TR-ARPES (time- and angle-resolved photoemission spectroscopy). Primeiro, aplicou um drive óptico forte e observou diretamente a formação de réplicas de Floquet na estrutura de bandas. Depois, reduziu a intensidade em mais de uma ordem de grandeza e mediu o sinal eletrônico 200 femtossegundos após a excitação, isolando o efeito excitônico.
“Precisamos de dezenas de horas para visualizar as réplicas com luz; com excítons, bastaram cerca de duas horas e o resultado foi ainda mais forte”, relata Vivek Pareek, coautor do trabalho e hoje pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Imagem: Internet
Perspectivas
A pesquisa confirma que os efeitos de Floquet podem ser induzidos por outras quase-partículas bosônicas além dos fótons, entre elas fônons, plásmons e magnons. “Abrimos as portas para uma aplicação prática da física de Floquet”, afirma o co-primeiro autor David Bacon, atualmente na University College London.
Segundo o professor Gianluca Stefanucci, da Universidade de Roma Tor Vergata, a técnica exige “muito menos luz” para gerar a densidade excitônica necessária, tornando-se um passo importante rumo a dispositivos quânticos que possam ser ligados ou desligados por impulsos controlados.
Os resultados consolidam quase duas décadas de busca por métodos que permitam “vestir” materiais triviais com propriedades quânticas avançadas sem danificá-los, representando um avanço significativo para a criação de eletrônicos e fotônicos de próxima geração.
Com informações de Nanowerk
