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        同類首創的演示解鎖了量子技術的進一步發現

        • 科學
        • 2020-05-01 14:19:12
        • 來源:

        隱藏在無數材料中的是有價值的屬性,這些屬性將支持下一代技術,例如量子計算和改進的太陽能電池。

        在倫斯勒理工學院,從事材料科學,化學工程和物理學交叉研究的研究人員正在探索新的創新方法,以利用光,溫度,壓力或磁場來釋放那些有前途和有用的能力。

        今天在《物理評論》 X上發表的光學版量子霍爾效應(QHE)的突破性發現證明了倫斯勒在這一重要研究領域的領導地位。

        QHE是將二維半導體置于大磁場中時產生的機械電壓差。磁場使電子移動,使得電流不再僅在邊緣流過整個半導體。

        這種現象一直是一個重要的研究領域,因此獲得了多個諾貝爾獎和許多技術創新。倫斯勒化學與生物工程學助理教授史蘇飛說,人們對激子的量化了解不多,激子是一種有前途的粒子,這種粒子在過渡金屬二硫化碳(TMD)中發現,當光撞擊半導體和帶正電的粒子時會形成該粒子。與帶負電的粒子結合。結合這兩個粒子的強鍵擁有大量能量。

        Shi將他的大部分研究重點放在這個新領域上,他知道激子有潛力被利用在多種應用中,包括量子計算,內存存儲甚至太陽能收集。Shi和他的實驗室正在研究一種利用TMD制造極其干凈和高質量的二維半導體的工藝,以便他們可以研究其固有特性。這一基礎促成了這一最新發現。

        在這項研究中,Shi和他的實驗室在存在大磁場的情況下研究了激子,從而引發了被稱為Landau量化的能量量化-這種作用以前很難用光學方法看到。

        這項工作演示了用于激子的QHE的光學版本,Shi相信它將為進一步的發現和應用打開大門。

        “從根本上來說,這是一個全新的事物,它將大大增強我們對量子態中激子的理解,而量子態是一個我們尚未真正完全理解的領域,”史說。“我們希望這會激發很多人朝這個方向努力,以了解新的量子物理學,這是我們以前從未想到的。”

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