Ключом к созданию квантового ящика было использование «маленького» двумерного материала (дисульфата вольфрама) поверх большой гетероструктуры, которая содержит тот же материал. Так ученые изучили и сравнили свойства захваченных в ящике и свободно движущихся поляритонов.
Физики смогли продемонстрировать, что поляритоны, которые образуются где угодно за пределами квантового ящика, могут перемещаться на многие микрометры, задерживаться и накапливаться внутри него». Открытие обеспечит сверхэнергоэффективные и высокопроизводительные технологии будущего.
Экситон-поляритоны — многообещающая платформа для будущей электроники сверхнизких энергий. Дело в том, что они могут течь без потерь энергии в полностью когерентном квантовом состоянии.
Новые двумерные полупроводники атомарной толщины (atomically-thin semiconductors, TMDCs) — многообещающие кандидаты для технологий будущего, поскольку экситоны в таких материалах стабильны при комнатной температуре. Работа в таких условиях важна в любой жизнеспособной альтернативной технологии с низким энергопотреблением, чтобы энергия, необходимая для переохлаждения устройства, была выгодной.
Проблема в том, что перенос без диссипации требует фазового перехода в макроскопически когерентное квантовое состояние. Оно происходит только при очень больших плотностях частиц, что труднодоступно в двумерных полупроводниках. «Новая техника позволяет исследователям ANU создавать поляритоны с высокой плотностью в инженерном «квантовом ящике», — объясняют ученые.
Исследователи нашли новый способ создать «квантового ящика» механическим способом, без необходимости использования машин для нанопроизводства, которые подвергают хрупкие 2D-материалы воздействию горячих и абразивных частиц.
Они поместили «маленький» монослой TMDCs дисульфида вольфрама (WS₂) поверх «большого» монослоя WS₂ , разделенного ультратонким стеклом Ga₂O₃, внутри зеркального микрорезонатора. В таком устройстве экситоны в двумерном полупроводнике могут сильно взаимодействовать с ограниченным светом, образуя экситон-поляритоны (часто называемые просто «поляритонами»).
Читать далее:
Черную дыру-монстр нашли на «заднем дворе» Земли: она очень близко к нашей планете
НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы
«Уэбб» сфотографировал «Столпы Творения». Сравните, как их до этого снял «Хаббл»