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

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

COVID-19 aptikimas ant jūsų odos

Misūrio universiteto inžinieriai skatina bioelektronikos rinką, kurdami plataus masto pasirinktinio įrenginio planą, kuris vienu metu gali stebėti daugybę gyvybiškai svarbių požymių, tokių kaip kraujospūdis,...

Mokslininkai atranda ilgalaikės atminties molekulinį mechanizmą

Bazelio universiteto mokslininkai atrado molekulinį mechanizmą, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį nepažeistoje ilgalaikėje atmintyje. Šis mechanizmas taip pat susijęs su fiziologiniu atminties praradimu amžiuje. Daugybė...

Paukščių tako paslaptys atskleidžiamos „Amazing Details“

Ji yra Astronomijos tyrimų universitetų asociacija (AURA) 2021 m. Vasario 23 d Šis spalvų derinys atspindi dominuojančią „Blanco DECam Bulge Survey“, kurioje dalyvavo 250 milijonų žvaigždžių,...

Tamsioji materija, kurią apibūdina papildomas matmuo erdvėlaikyje ir nauja sunkioji dalelė, panaši į Higso bozoną?

Modeliuojant susidūrimą dideliame hadronų greitintuve susidaro Higso bozonas. © 1997-2021 CERN (CC-BY-SA-4.0). Kreditas: Granados universitetas. Tarptautinė mokslininkų grupė pasiūlė naują sunkią dalelę, kurios savybės panašios...

Newsletter

Subscribe to stay updated.