Tiesiogiai vizualizavus kvantinius taškus, atskleidžiama įstrigusių elektronų kvantinės bangos funkcijos forma.

Kvantinių taškų vizualizacija dvisluoksnyje grafenėje naudojant tunelio gręžinio mikroskopiją ir spektroskopiją parodė trigubą simetriją. Šiame trimatiame vaizde smailės vaizduoja sritis, kurių amplitudė yra įstrigusių elektronų bangų formose. Kreditai: Zhehao Ge, Frederic Joucken ir Jairo Velasco Jr.

Tyrėjai naudojo tunelio mikroskopiją, kad vizualizuotų kvantinius taškus dvigubame sluoksnyje. GrafenasPagrindinis žingsnis link kvantinių informacinių technologijų

Gaudant ir valdant elektronus kvantiniame taške, dvisluoksnyje grafene, sukuriama perspektyvi kvantinės informacinių technologijų platforma .UC Santa Cruz tyrėjams pavyko sukurti tiesioginius kvantinių taškų vaizdus. Pirmą kartą dvisluoksnyje grafene, kuris atskleidžia įstrigusio elektrono kvantinės bangos funkcijos formą.

Rezultatai buvo paskelbti 2020 m. Lapkričio 23 d Nano personažasSuteikia esminių pagrindinių žinių, reikalingų plėtojant kvantinę informacinę technologiją, pagrįstą kvantiniais dvisluoksniais grafeno taškais.

„Yra daug darbo kuriant šią kvantinių duomenų mokslo sistemą. Bet mums trūksta supratimo, kaip elektronai atrodo šiuose kvantiniuose taškuose “, – asocijuotasis autorius Jairo Velasco jaunesnysis, UC Santa Cruz fizikos docentas.

Nors įprasta skaitmeninė technologija informaciją koduoja kaip bitus, kurie vaizduojami kaip 0 arba 1, dėl kvantinio superpozicijos kvantinis bitas arba bitas gali vienu metu atstovauti abi būsenas. Teoriškai technologija, naudojanti kubitus, padidins skaičiavimo greitį ir galimybes tam tikroms skaičiavimo rūšims.

Tiriamos įvairios sistemos, naudojančios medžiagas, pradedant deimantais ir baigiant galio arsenidu, kaip platforma kuriant ir manipuliuojant kubitais Dvisluoksnis grafenas (dviejų sluoksnių grafenas, dvimatis anglies atomų išsidėstymas korio tinkle). Tai yra įdomi medžiaga, nes ją lengva gaminti ir su ja dirbti, o kvantiniai taškai dvisluoksnyje grafene turi norimas savybes.

„Šie kvantiniai taškai yra nauja ir perspektyvi kvantinių informacinių technologijų platforma dėl sustabdyto sukimosi, valdomų kvantinių laisvės laipsnių ir galimybės koreguoti vertes. Išorinė valdymo įtampa “, – sakė Velasco.

Suprasti kvantinių taškų bangų funkcijos grafeno dvisluoksnyje pobūdį yra svarbu, nes ši pagrindinė savybė apibrėžia daugybę svarbių kvantinės informacijos apdorojimo savybių, tokių kaip elektronų energijos spektras, elektrodų sąveika. Tronas ir elektronų sujungimas su aplinka

Velasco komanda naudojo anksčiau sukurtą metodą, kad generuotų kvantinius taškus monosluoksnyje grafene, naudodama nuskaitymo tunelinę mikroskopiją (STM), ant grafo, uždėto ant boro nitrido kristalų. Tai yra šešiakampis izoliatorius. Didelė įtampa, naudojama STM antgaliui, sukuria boro nitrido krūvį, kuris veikia elektronus elektrostatiniame grafeno dvigubame sluoksnyje.

„Elektrinis laukas sukuria nematomus elektronus, pavyzdžiui, elektrines tvoras, kurios sulaiko elektronus kvantiniuose taškuose“, – paaiškina Velasco.

Tada tyrėjai tunelio mikroskopu fotografavo elektroninę būseną garde ir už jo ribų. Priešingai nei teorinės prognozės, vaizdai parodė sulaužytą sukimosi simetriją su trimis smailėmis vietoj laukiamo koncentrinio žiedo.

“Mes matėme apskritą simetrišką žiedą monosluoksnyje grafene, tačiau dvisluoksnyje grafene kvantinių taškų būsena buvo trigubai didesnė”, – sakė Velasco. Elektronams būdingos dvigubos bangos dalelės, o mes žiūrime į elektronų bangų savybes kvantiniuose taškuose “.

Šiame darbe pateikiama svarbi informacija, tokia kaip elektronų energijos spektras, reikalingas norint sukurti kvantinį prietaisą naudojant šią sistemą. “Tai ugdo pagrindinį sistemos supratimą ir kvantinių informacinių technologijų potencialą”, – sakė Velasco. Manau, kad dirbame, kad ši sistema būtų naudinga “.

Nuoroda: „Dvisluoksnių grafeno kvantinių taškų, turinčių skaldytą sukimąsi ir nereikšmingą struktūrą, vizualizavimas ir valdymas“, Zhehao Ge, Frederic Joucken, Eberth Quezada, Diego R. da Costa, John Davenport, Brian Giraldo. , Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Nobuhiko P. Kobayashi, Tony Low ir Jairo Velasco Jr., 2020 m. Lapkričio 23 d., Nano personažas.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c03453

Be Velasco, šio straipsnio autoriai yra pirmieji bendraautoriai Zhehao Ge, Fredericas Jouckenas ir Eberthas Quezada-Lopezas iš UC Santa Cruz, kartu su bendraautoriais iš Federalinio Ceara universiteto (Brazilija), Nacionalinio medžiagų mokslo instituto Japonija, Minesotos universitetas ir UCSC Baskino inžinerijos mokykla. Renginį finansavo Nacionalinis mokslo fondas ir Armijos tyrimų agentūra.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.