นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้ที่จะควบคุมสถานะควอนตัมของโมเลกุลแต่ละตัว

นักวิจัยจาก Aalto University และ University of Jyväskylä ได้เปลี่ยนแปลงสถานะควอนตัมของแต่ละบุคคล

โมเลกุลโดยใช้สารตั้งต้นที่ควบคุมด้วยไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยในการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ และสร้างความทรงจำเล็กๆ ที่จัดเก็บข้อมูลในระดับโมเลกุล

นักฟิสิกส์ใช้ในงานของพวกเขาพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากดีบุกเทลลูไรด์ (SnTe) นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบของเฟอร์โรอิเล็กทริก - ความสามารถของ SnTe ในการรับโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองซึ่งสามารถควบคุมได้โดยสนามไฟฟ้าภายนอก - ช่วยให้คุณปรับสถานะภายในของโมเลกุลที่วางอยู่บนพื้นผิวได้

นักวิจัยทราบว่าการตั้งค่าคุณสมบัติโมเลกุลถูกจัดเตรียมโดยสนามไฟฟ้าภายใน ซึ่งถูกสร้างขึ้นเมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับสารตั้งต้น วิธีการที่เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ยังไม่พร้อมสำหรับการปรับขนาด แต่เป็นการเปิดทิศทางใหม่สำหรับการพัฒนาวัสดุที่มีคุณสมบัติควบคุม

การควบคุมโมเลกุลบนพื้นผิวเฟอร์โรอิเล็กทริก ภาพ: Mohammad Amini et al., วัสดุขั้นสูง

การควบคุมสถานะภายในของควอนตัมระบบเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในวัสดุควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกต ในระดับที่ลึกที่สุด แต่ละโมเลกุลสามารถแสดงสถานะควอนตัมที่แตกต่างกันได้ แม้ว่าพวกมันจะมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันก็ตาม สถานะเหล่านี้เชื่อมโยงกับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจนำไปสู่คุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ความสามารถในการจัดการการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์แต่ละโมเลกุลในอนาคตจะช่วยให้เกิดการพัฒนาวัสดุโมเลกุลเทียมที่มีสถานะสลับได้ ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์กล่าวเสริมว่า สิ่งนี้จะช่วยให้หน่วยความจำคอมพิวเตอร์คลาสสิกมีขนาดเล็กลงอีก เนื่องจากการกำหนดค่าสองแบบจะทำให้สามารถเข้ารหัส 0 และ 1 ในหน่วยหน่วยความจำคลาสสิกที่ระดับโมเลกุลได้

อ่านเพิ่มเติม:

ภาพถ่ายที่สวยที่สุดของ "Webb" ในปี 2022: ดูว่ากล้องโทรทรรศน์มูลค่า 10 พันล้านดอลลาร์ทำอะไรได้บ้าง

พระอาทิตย์เปิดปีแสงวาบแรงสุดขั้ว

ความลับของความทนทานของคอนกรีตโรมันถูกเปิดเผย: สามารถซ่อมแซมได้

บนหน้าปก: ภาพประกอบเชิงศิลปะของโมเลกุลบนพื้นผิวเฟอร์โรอิเล็กทริก ภาพ: Jose Lado, Aalto University