Generale

Otkrivena nova svojstva ekscitona koja mogu dovesti do energetski efikasne elektronike


Naučnici iz EPFL-ovog Laboratorija za nanorazmjernu elektroniku i strukture (LANES) pokazali su impresivne skokove u napretku na polju nanoelektronike. Tim se posebno bavi ekscitonima, stanjem visokoenergetskih elektrona, zajedno sa njihovim elektronskim rupama u stabilnom stanju.

Da bismo detaljno objasnili, kad elektron dobije dovoljno energije, elektron će skočiti na viši nivo energije. Kada se to dogodi, elektron će ostaviti rupu ili prazninu koja će biti pozitivno nabijena.

Ovo stvara dualnost pozitivnog i negativnog naboja.

Pobude i njihova svojstva: što ih čini drugačijima?

Prvo veliko otkriće naučnika bila je njihova sposobnost upravljanja protokom eksitona na sobnoj temperaturi.

Sada je isti tim napravio još jedno otkriće, eksitoni bi mogli promijeniti svojstva svjetlosti koja im pada.

Kada snop svjetlosti padne na eksitone, manje promjene u orijentaciji eksitona mogu promijeniti svojstva poput polarizacije i intenziteta.

Ova svojstva su vrlo korisna u polju elektronike jer ekscitoni mogu pomoći u izgradnji tranzistora koji rade hladnije i efikasnije od onoga što danas koristimo.

Eksitoni uglavnom postoje u izolacijskim i poluprovodničkim materijalima. 2D materijali su najefikasnije strukture koje omogućavaju proučavanje eksitona.

Naučnici EPFL-a su usredsredili svoja istraživanja na ove 2D materijale i proučavajući njihova svojstva.

Kada se kombiniraju dva 2D materijala, oni pokazuju kvantna svojstva koja nema niti jedan materijal. Stoga su znanstvenici kombinirali volfram-dizelenid (WSe2) s molibden-dilelenidom (MoSe2) da bi stvorili kombinaciju koja bi pokazala dovoljno kvantnih svojstava da bi je naučnici mogli u stvari izmjeriti.

Zatim su naučnici koristili laserski zrak koji ima kružnu polarizaciju i usmjerili ga prema kombinaciji ovih dvodimenzionalnih materijala.

Kada je položaj 2D materijala pomaknut da bi se stvorio moiré, to je prouzrokovalo promjenu polarizacije svjetlosti, koja je u početku bila u kružnoj polarizaciji.

Pažljivim pomicanjem 2D materijala, naučnici su uspjeli promijeniti ne samo polarizaciju, već i talasnu dužinu i intenzitet svjetlosti.

Objašnjenje zašto se svojstva svjetlosti mijenjaju promjenom orijentacije 2D materijala leži u svojstvu unutar eksitona koje se naziva dolina. Dolinu razvijaju ekstremna energetska stanja koja stvara eksiton.

Viša i niža stanja koja proizvode doline mogu se koristiti za obradu informacija baš poput poluprovodnika, jer oba rade na isti način izmjenjujući se između viših i nižih energetskih stanja.

"Povezivanje nekoliko uređaja koji uključuju ovu tehnologiju dalo bi nam novi način obrade podataka. Promjenom polarizacije svjetlosti u datom uređaju, možemo odabrati određenu dolinu u drugom uređaju koji je na njega povezan. To je slično prelasku s 0 do 1 ili 1 do 0, što je osnovna binarna logika koja se koristi u računanju ", rekao je Andras Kis, voditelj LANES-a.

Tehnologija je možda u ranoj fazi, ali možda ćemo je napredovati u godinama koje dolaze i možda će čak zamijeniti gradivne blokove elektronike koje danas koristimo.


Pogledajte video: RTV Šumadija - Energetska efikasnost (Oktobar 2021).