La chiave per creare una scatola quantistica è stato l'uso di un materiale bidimensionale "piccolo" (disolfato
I fisici sono riusciti a dimostrare che i polaritoni,che si formano ovunque al di fuori della scatola quantistica possono viaggiare per molti micrometri, indugiare e accumularsi al suo interno”. La scoperta fornirà tecnologie ultra efficienti dal punto di vista energetico e ad alte prestazioni per il futuro.
I polaritoni degli eccitoni rappresentano una piattaforma promettente per la futura elettronica a bassissima energia. Il punto è che possono fluire senza perdita di energia in uno stato quantistico pienamente coerente.
Nuovi semiconduttori bidimensionali atomicamente sottili(semiconduttori atomicamente sottili, TMDC) sono candidati promettenti per le tecnologie future perché gli eccitoni in tali materiali sono stabili a temperatura ambiente. Operare in tali condizioni è importante in qualsiasi tecnologia alternativa a basso consumo, in modo che l’energia necessaria per raffreddare eccessivamente il dispositivo sia redditizia.
Il problema è quel trasferimento senza dissipazionerichiede una transizione di fase verso uno stato quantistico macroscopicamente coerente. Si verifica solo a densità di particelle molto elevate, cosa difficile da ottenere nei semiconduttori bidimensionali. “La nuova tecnica consente ai ricercatori dell’ANU di creare polaritoni ad alta densità in una “scatola quantistica” ingegneristica”, spiegano gli scienziati.
I ricercatori hanno trovato un nuovo modo di creare"scatola quantistica" meccanicamente, senza la necessità di macchine di nanofabbricazione che espongono fragili materiali 2D a particelle calde e abrasive.
Immagine microscopica che mostra uno strato di WS₂ più piccolo sopra uno strato di WS₂ più grande separato da Ga₂O₃. Foto: FLOTTA
Hanno posizionato un "piccolo" monostrato di TMDCdisolfuro di tungsteno (WS₂) sopra un “grande” monostrato WS₂ separato da vetro Ga₂O₃ ultrasottile, all’interno di una microcavità a specchio. In un tale dispositivo, gli eccitoni in un semiconduttore bidimensionale possono interagire fortemente con la luce confinata per formare eccitoni-polaritoni (spesso chiamati semplicemente “polaritoni”).
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