Teave

Teadlased avastavad volframi ülivõrede kvantomadused

Teadlased avastavad volframi ülivõrede kvantomadused

Teadlased on avastanud pooljuhtmaterjalide eksootilise kvantkäitumise, mis muudab need kvantmasinateks.

Supervõrede kasutamine

Võttes virnastatud volframdisulfiidi ja volframdiseleniidi kihid, mis lõid supervõred, nimega sisemiselt mustriga materjal, suutsid teadlased paljastada materjali mõned eksootilised kvantomadused, mis võivad viia energiasäästlike elektroonikasüsteemide uute avastusteni ja isegi luua aluse uue eksootilise füüsika valdkonna jaoks.

VAATA KA: INNOVATIIVSETELE KVANTUMMATERJALIDELE VÕIB OLLA KIIREM KIIREM ARVUTAMINE

"See on hämmastav avastus, sest me ei pidanud neid pooljuhitavaid materjale tugevalt interakteeruvateks," ütles Berkeley Labi materjaliteaduste osakonnas töötav kondenseeritud aine füüsik ja UC Berkeley füüsika professor Feng Wang. "Nüüd on see töö toonud need pealtnäha tavalised pooljuhid kvantmaterjalide ruumi."

Kahemõõtmelisi (2-D) materjale, mis on ainult ühe aatomi paksused, saab kasutada nagu ehitusplokke, kuhu nad saavad üksteise otsa laduda, moodustades pisikesi seadmeid. Kui kasutatakse kahte sarnast 2-d materjali võreid ja nende võred on hästi joondatud, võib luua korduva mustri, mida tuntakse muaree ülivõre nime all.

Kui need ülivõred moodustatakse grafeeniga, võib tekkida näiteks eksootiline kvantkäitumine, näiteks ülijuhtivus. Uus uurimus, mille Wang juhtis, näitab, et kahest volframil põhinevast võredest saab samuti eksootilise kvantmaterjali.

Mitu Excitroni tippu

Kaasautorid doktorikraadiga teadur Chenhao Jin ja kraadiõppur Emma Regan ehitasid polümeeripõhise tehnika abil volframdisulfiidi ja volframdiselenidiidi võred, et korjata ja viia kahe materjali helbed virnaga koos iga helveste läbimõõt on vaid kümme mikronit.

Kui nad mõõtsid uute võre proovide optilist neeldumist, tegid nad märkimisväärse avastuse. Nähtava valguse neeldumine neid kahte võre kasutavas seadmes on suurim, kui valgusel on sama energia kui süsteemi eksitronil, see on kvaosake, mis on valmistatud elektronist, mis on seotud hetkel vabasse olekusse, mida elektron suudab okupeerima.

Arvestades valguse hõivatud energia vahemikku, on teadlased oodanud energiasignaalis ühe piigi nägemist, mille oleks andnud üks eksitroon. Selle asemel leidsid teadlased, et üks tipp oli jagunenud kolmeks.

Edasisel uurimisel avastasid nad, et volframmaterjalid olid tõepoolest moodustanud muaree ülivõre.

"Nägime ilusaid, korduvaid mustreid kogu valimi ulatuses," ütles Regan. "Pärast selle eksperimentaalse vaatluse võrdlemist teoreetilise mudeliga leidsime, et moaré muster toob seadme kaudu perioodiliselt sisse suure potentsiaalse energia ja võib seetõttu tutvustada eksootilisi kvantnähtusi."

Nad plaanivad nüüd uurida, kuidas saaks seda me kvantsüsteemi rakendada valguse kasutamisel elektroonikas, elektrooniliste komponentide miniatuurimisel ja ülijuhtivuses.

Nende uuringud avaldati ajakirjas Loodus.


Vaata videot: Dream a Little Dream of Me Cover (Juuni 2021).