Hay un gran problema en la tecnología cuántica: es muy pequeño. Las características específicas que están presentes a escala subatómica generalmente desaparecen en escalas de macroscopio, lo que dificulta el uso de sus capacidades de alta detección y comunicación de aplicaciones del mundo real, como el sistema óptico y la informática avanzada, Sin embargo, un equipo internacional, dirigido por físicos de la Universidad de Penn State y Columbia, ha desarrollado un nuevo enfoque para mantener características cuánticas especiales, incluso en contenido de tres dimensiones (3D).
Los investigadores publicaron sus búsquedas en hoy (19 de febrero) Materiales de la naturaleza.
“Aunque el contenido de dos dimensiones (2D) mostró que la utilidad es amplia y su potencial es revolucionario, pero mantener sus características altas más allá del límite 2D sigue siendo un gran desafío”, dijo el asistente de física en el profesor estatal de Pannon, el primer autor Yeming Shao, dijo “Tales materiales suelen ser cristales que tienen un solo átomo de grosor y se pueden instalar de manera que la electrónica elástica , Almacenamiento de energía y tecnologías cuánticas “Comprender la información de Nanoskal, la comprensión y el control, encontrando así la física cuántica y las tecnologías cuánticas futuras”.
El equipo probó las partículas de muelle conocidas como ejecutivos, que tienen propiedades únicas de las propiedades ópticas y pueden llevar energía al material semiconductor sin carga de electricidad. Los semiciditores, que son comunes en todas partes de las computadoras, teléfonos y otros electrónicos, en algunas condiciones, mantienen la energía y la evitan bajo otras. Cuando la luz choca con un semiconductor, se fabrican los ejecutivos, lo que refuerza un electrón para saltar al siguiente nivel de energía. Como resultado, el electrones apasionados y su agujero se llaman conjuntamente una excitación. Los acutonis se encuentran igualmente en semiconducciones 3D normales como la silicona.
“Pero la unión de energía para las exatonas en sustancias a granel como el silicio suele ser pequeña, lo que significa que no es demasiado estable y no es fácil de observar”, dijo Shaw explicó que Exploring explicó explor y exhibe altas características en solo monumentos 2D.
El método tradicional para la fabricación de material 2D se desarrolló en 2004 y provocó que se descubriera la grafina, que es la única capa de carbono que es más rápida y más fuerte que el acero. Este proceso es simple, pero un trabajo duro, porque cada capa debe retirarse de un cristal a granel aplicando un trozo de cinta adhesiva y despegándola.
En este estado delgado y 2D, las existentes pueden tomar energía sin compensación, así como emisiones de luz cuando sus electrones y agujeros de rackombina, sobre los cuales Shao dijo para aplicaciones ópticas modernas útiles. Sin embargo, para mantener estas propiedades seguras en un gran contenido de tales aplicaciones, los investigadores deberán preparar una gran cantidad de capas.
Para hacerlo sin apilar cada capa a mano y apilar cada capa, los investigadores recurren a otro aspecto de la física: el magnetismo. Específicamente, se centró en el bromuro de sulfuro de cromo (CRSBR), que es un semiconductor magnético en capas que, co -autor de química en la Universidad de Columbia, Zaoer Rai, se ha realizado una gran escala desde 2020, se ha realizado una investigación y ha habido un desarrollo adicional.
A temperatura ambiente, CRSBR actúa como un semiconductor normal como el silicio. CRSBRR lleva a enfriar, cerca de -223 grados Fahrenheit, en un estado de condición de tierra, o la energía más baja. Lo transforma en un sistema magnético anti -ferroso, que comúnmente se conoce como “giro”: las partículas del sistema se alinean en una muestra regular y repetida. Especialmente para CRSBR, este orden magnético anti -ferroso asegura que cada capa cambie su alineación magnética, cancele efectivamente el momento magnético y las sustancias para las fuerzas magnéticas externas ofrecen insensibles. Como resultado, los Exitans tienden a permanecer en la capa con el mismo giro, en lugar de ponerse de pie las capas vecinas con anti -Rotación. Al igual que los automóviles unilaterales que cambian la carretera, estos límites establecidos se limitan a la capa con la que comparten la misma dirección de giro.
“Este es un enfoque efectivo para crear la protección de la misma capa de material nuclear sin la protección de una interfaz aguda”, dijo Shao. “Esto significa que podemos obtener el mismo comportamiento de los Estones encarcelados que se muestran en contenido 2D en un material a granel”.
Utilizando técnicas de espectroscopía óptica, modelado teórico y cálculos, los investigadores decidieron que este encarcelamiento magnético no importa cuántas capas había en este sistema y no importa qué capa tienen.
“Trabajamos mucho para saber que lo es, y lo es”, dijo Shao.
Otro grupo de investigación de Shao fue encontrado por otro grupo de investigación: Florian Durinberger y Alexei Chericov de la Universidad Tecnológica de Todden, que estaba investigando la misma peculiaridad de semidicutors magnéticos. Shao dijo que los dos grupos decidieron comparar las notas, y descubrieron que todos habían llegado a la misma conclusión.
“Nuestras líneas de datos están muy bien, lo cual es notable porque hemos usado dos contenidos de cristal diferentes en diferentes laboratorios”, dijo Shao. “Nuestros resultados están de acuerdo entre sí y alinean bien con las predicciones teóricas, por lo que hemos escrito esta disertación conjunta”.
Para lograr el encarcelamiento cuántico con posibles aplicaciones para avanzar en el sistema óptico y las tecnologías cuánticas, el resultado asociado es del magnetismo, la conversación de van derwalls y la utilización de la práctica de existir.
“El matrimonio de estos diferentes aspectos de la física fue un aspecto importante de este descubrimiento”, dijo Shao.
Shao completó su beca doctoral y post -documental en la Universidad de Columbia. Otros socios incluyen Siwan Qi, Ivan J. Telford, Brian Sea Kim, Francisco El Rota, Andrew J. Mills, Daniel G Chika, Elon H. Dasbox, Michael E -Zeel, Yaping Wang, Jeoninghion Chow, Young Geob, Xiang Zhou, Zavar Rai y Dn Basov, Universidad de Columbia; Florian Dranberger, Sofía Terres y Alexei Chirnikov, Tud Dresden University Technology, Alemania. Sogata Acharya y Rupert Huber, Laboratorio Nacional de Energía Renovable, Estados Unidos; Dimitar Pushov, Kings College London, Reino Unido; Mikhail I. Kitsnolson, Universidad Radboh, Países Bajos; Casinia Musa y Mark Van Shafardgard, Universidad de Química y Tecnología Praga, República Checa. Y Zenik Sofar, la Universidad de Regionsburg, Alemania. Drainberg también está afiliado a la Universidad Técnica de Munich. Kim también está afiliado a la Universidad de Arizona. Las fábricas también están asociadas con el Fluro Institute. Se puede encontrar una lista completa de autores y sus afiliaciones en el papel.
El Departamento de Energía de los Estados Unidos, el Consejo Europeo de Investigación, la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., La complejidad de la sustancia cuántica y la toopología, apoyó el trabajo del clúster de Verzburg Dresde y el programa EMI Netter.
