Der Schlüssel zur Schaffung einer Quantenbox war die Verwendung eines „kleinen“ zweidimensionalen Materials (Disulfat).
Physiker konnten zeigen, dass Polaritonendie irgendwo außerhalb der Quantenbox entstehen, können viele Mikrometer zurücklegen, darin verweilen und sich ansammeln.“ Die Entdeckung wird äußerst energieeffiziente und leistungsstarke Technologien für die Zukunft liefern.
Exciton-Polaritonen sind eine vielversprechende Plattform für zukünftige Ultra-Low-Energy-Elektronik. Der Punkt ist, dass sie ohne Energieverlust in einem vollständig kohärenten Quantenzustand fließen können.
Neue atomar dünne zweidimensionale Halbleiter(atomar dünne Halbleiter, TMDCs) sind vielversprechende Kandidaten für zukünftige Technologien, da die Exzitonen in solchen Materialien bei Raumtemperatur stabil sind. Der Betrieb unter solchen Bedingungen ist für jede realisierbare alternative Technologie mit geringem Stromverbrauch wichtig, damit die für die Unterkühlung des Geräts erforderliche Energie rentabel ist.
Das Problem ist die Übertragung ohne Verlustleistungerfordert einen Phasenübergang in einen makroskopisch kohärenten Quantenzustand. Es tritt nur bei sehr hohen Teilchendichten auf, was in zweidimensionalen Halbleitern schwer zu erreichen ist. „Die neue Technik ermöglicht es ANU-Forschern, hochdichte Polaritonen in einer technischen ‚Quantenbox‘ zu erzeugen“, erklären die Wissenschaftler.
Forscher haben einen neuen Weg zum Schaffen gefunden„Quantenbox“ mechanisch herstellen, ohne dass Nanofabrikationsmaschinen erforderlich sind, die zerbrechliche 2D-Materialien heißen und abrasiven Partikeln aussetzen.
Mikroskopisches Bild, das eine kleinere WS₂-Schicht auf einer größeren WS₂-Schicht zeigt, die durch Ga₂O₃ getrennt ist. Foto: FLOTTE
Sie platzierten eine „kleine“ Monoschicht aus TMDCsWolframdisulfid (WS₂) auf einer „großen“ WS₂-Monoschicht, getrennt durch ultradünnes Ga₂O₃-Glas, in einem Spiegel-Mikrohohlraum. In einem solchen Gerät können Exzitonen in einem zweidimensionalen Halbleiter stark mit eingeschlossenem Licht interagieren und Exzitonen-Polaritonen (oft einfach „Polaritonen“ genannt) bilden.
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