كان مفتاح إنشاء الصندوق الكمي هو استخدام مادة "صغيرة" ثنائية الأبعاد (ثنائي الكبريتات)
كان الفيزيائيون قادرين على إثبات أن البولاريتونات،والتي تتشكل في أي مكان خارج الصندوق الكمي يمكنها أن تنتقل لعدة ميكرومترات، وتظل باقية وتتراكم داخله. وسيوفر هذا الاكتشاف تقنيات فائقة الكفاءة في استخدام الطاقة وعالية الأداء للمستقبل.
تعد بولاريتونات الإكسيتون منصة واعدة للإلكترونيات المستقبلية ذات الطاقة المنخفضة للغاية. النقطة المهمة هي أنها يمكن أن تتدفق دون فقدان الطاقة في حالة كمومية متماسكة تمامًا.
أشباه الموصلات الجديدة ثنائية الأبعاد الرفيعة ذريًا(أشباه الموصلات الرفيعة ذريًا، TMDCs) مرشحة واعدة للتقنيات المستقبلية لأن الإكسيتونات الموجودة في مثل هذه المواد تكون مستقرة عند درجة حرارة الغرفة. يعد التشغيل في مثل هذه الظروف أمرًا مهمًا في أي تقنية بديلة منخفضة الطاقة قابلة للتطبيق بحيث تكون الطاقة المطلوبة لتبريد الجهاز بشكل فائق مربحة.
المشكلة هي أن النقل دون تبديديتطلب مرحلة انتقالية إلى حالة كمومية متماسكة مجهريًا. ويحدث ذلك فقط عند كثافات الجسيمات العالية جدًا، وهو أمر يصعب تحقيقه في أشباه الموصلات ثنائية الأبعاد. يوضح العلماء: "تسمح التقنية الجديدة لباحثي الجامعة الوطنية الأسترالية بإنشاء بولاريتونات عالية الكثافة في "صندوق كمي" هندسي".
لقد وجد الباحثون طريقة جديدة للإنشاء"الصندوق الكمي" ميكانيكيًا، دون الحاجة إلى آلات التصنيع النانوية التي تعرض المواد الهشة ثنائية الأبعاد للجسيمات الساخنة والكاشطة.
صورة مجهرية تظهر طبقة WS أصغر أعلى طبقة WS أكبر مفصولة بـ Ga₂O₃. الصورة: فليت
لقد وضعوا طبقة أحادية "صغيرة" من TMDCsثاني كبريتيد التنغستن (WS₂) أعلى طبقة أحادية "كبيرة" WS₂ مفصولة بزجاج Ga₂O₃ فائق الرقة، داخل تجويف صغير في المرآة. في مثل هذا الجهاز، يمكن للإكسيتونات الموجودة في أشباه الموصلات ثنائية الأبعاد أن تتفاعل بقوة مع الضوء المحصور لتكوين إكسيتون-بولاريتونات (غالبًا ما تسمى ببساطة "بولاريتونات").
قراءة المزيد:
تم العثور على ثقب أسود وحش في "الفناء الخلفي" للأرض: إنه قريب جدًا من كوكبنا
كشفت وكالة ناسا عن أصل كوكب هاوميا - أكثر الكواكب غموضًا في النظام الشمسي
صوّر ويب أركان الخلق. قارن كيف صورهم هابل من قبل