Optik dan elektronik dikaitkan dengan fenomena kuantum

Pasukan penyelidikan antarabangsa yang diketuai oleh Profesor Ralph Claessen, ahli fizik kuantum dari Würzburg dan jurucakap bersama ct.qmat, kini telah membuat penemuan penting. “Buat pertama kali, kami telah dapat menjana dan mengesan secara eksperimen zarah separa yang dikenali sebagai exciton dalam penebat topologi. Oleh itu, kami telah mencipta kit alat baharu untuk  yang boleh digunakan untuk mengawal elektron secara optik, "kata Claessen. "Prinsip ini boleh menjadi asas bagi jenis komponen elektronik baharu."

Kredit: Universiti Würzburg

Excitons ialah quasipartikel elektronik. Walaupun ia kelihatan berkelakuan seperti zarah bebas, ia sebenarnya mewakili keadaan elektronik teruja yang hanya boleh dijana dalam jenis jirim kuantum tertentu. "Kami mencipta excitons dengan menggunakan nadi cahaya pendek pada filem nipis yang terdiri daripada hanya satu lapisan atom," jelas Claessen. Apa yang luar biasa tentang ini, katanya, ialah excitons telah diaktifkan dalam penebat topologi-sesuatu yang tidak mungkin sebelum ini. "Ini telah membuka barisan penyelidikan yang sama sekali baru untuk penebat topologi," tambah Claessen.

Selama kira-kira sepuluh tahun, excitons telah disiasat dalam semikonduktor dua dimensi yang lain dan dianggap sebagai pembawa maklumat untuk komponen dipacu cahaya. “Buat pertama kalinya, kami telah berjaya merangsang pengujaan secara optik dalam penebat topologi. Interaksi antara cahaya dan exciton bermakna kita boleh menjangkakan fenomena baharu dalam bahan tersebut. Prinsip ini boleh digunakan, sebagai contoh, untuk menjana qubit, "kata Claessen.

Qubits ialah unit pengkomputeran untuk cip kuantum. Ia jauh lebih baik daripada bit tradisional dan membolehkan untuk menyelesaikan tugasan dalam beberapa minit yang mana superkomputer konvensional akan mengambil masa bertahun-tahun.i Menggunakan cahaya dan bukannya voltan elektrik membolehkan cip kuantum dengan kelajuan pemprosesan yang lebih pantas. Oleh itu, penemuan terkini membuka jalan untuk masa depan  dan generasi baharu peranti dipacu cahaya dalam mikroelektronik.

Kepakaran global dari Würzburg

Bahan permulaan yang betul adalah penting—dalam kes ini bismutena. "Ia adalah adik beradik berat graphene bahan ajaib," kata Claessen, yang pertama kali menyesuaikan penebat topologi di makmal lima tahun lalu. "Kami adalah pemimpin global dalam bidang ini," tambahnya.

“Disebabkan reka bentuk bahan kami yang canggih, atom-atom lapisan tunggal bismutena disusun dalam corak sarang lebah, sama seperti graphene. Perbezaannya ialah atom berat bismutena menjadikannya topologi , bermakna ia boleh mengalirkan elektrik di sepanjang tepi tanpa kehilangan—walaupun pada suhu bilik. Ini tidak boleh dilakukan oleh graphene.”

Potensi besar

Sekarang bahawa pasukan penyelidik telah menjana excitons dalam a  buat pertama kalinya, perhatian terarah kepada kuasipartikel itu sendiri.

Para saintis di ct.qmat sedang menyiasat sama ada sifat topologi bismuthene dipindahkan ke excitons. Membuktikan ini secara saintifik adalah pencapaian seterusnya yang menjadi perhatian para penyelidik. Ia juga boleh membuka jalan untuk pembinaan qubit topologi, yang dianggap sangat teguh berbanding rakan bukan topologi mereka.

sumber: Pencapaian baharu untuk elektronik dipacu cahaya

Translate »