Экситоны повысят производительность электронных устройств — Naked Science
5 минут
Редакция

Экситоны повысят производительность электронных устройств

После разработки способа контроля потоками экситонов при комнатной температуре, ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны открыли новые свойства этих квазичастиц, которые могут повысить энергоэффективность электронных устройств.

excitonspave1
©Wikipedia

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) стали первыми, кто научился контролировать потоки экситонов при комнатной температуре. Теперь, команда ученых из Лаборатории наномасштабной электроники и структур (LANES) сумели добиться новых удивительных результатов. Они нашли способ контролировать некоторые свойства экситонов и изменять поляризацию создаваемого ими света. Это может помочь в разработке нового поколения электронных устройств с транзисторами с меньшими энергетическими потерями и тепловым рассеиванием. Открытие ученых является частью новой области исследований, известной как «валлетроника». Работа описана в статье журнала Nature Photonics.

 

Экситоны создаются при поглощении электроном света и его движении на более высокий энергетический уровень. Этот возбужденный электрон оставляет за собой «электронную дырку» на своем предыдущем энергетическом уровне. Из-за того, что у электрона заряд отрицательный, а у дырки – положительный, они связаны друг с другом электростатической силой – силой Кулона. Именно эту пару электрон-дырка и называют экситоном.

 

Экситоны существуют только в полупроводниковых и изоляционных материалах. Их исключительные свойства легко получить в двумерных материалах со структурой толщиной всего в несколько атомов. Чаще всего в пример таких материалов приводят углерод и молибденит.

 

Электрический контроль межслоевых экситонов / © EPFL

 

При совмещении таких двумерных материалов, они проявляют квантовые свойства, которыми не обладает ни один из них по отдельности. Ученые из EPFL соединили диселенид вольфрама (WSe2) с диселенидом молибдена (MoSe2) для получения свойств с диапазоном возможных высокотехнологичных применений. Применив лазер для генерации световых лучей с круговой поляризацией и слегка изменив позиции двух двумерных материалов для создания муарового узора, они смогли использовать экситоны для изменения и контроля поляризации, длины волн и интенсивности света.

 

Ученые добились этого, манипулируя одним из свойств экситонов – их «долиной», связанной с крайностями энергий в электроне и дырке. Эти долины можно использовать для кодировки и обработки информации на наноскопическом уровне.

 

«Соединение нескольких устройств, использующих эту технологию, мы получили бы новый способ обработки данных, — говорит руководитель LANES Андрас Кис. – Изменяя поляризацию света в одном устройстве, мы можем выбрать определенную долину во втором устройстве, подсоединённом к первому. Это похоже на переключение с 0 на 1 или с 1 на 0, что является фундаментальной бинарной логикой, используемой в вычислениях».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:19
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

5 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Компания SpaceX запустила демонстратор технологий корабля Starship с техасского космодрома в деревне Бока-Чика. Аппарат поднялся на 150 метров и приземлился в другой части тестовой площадки.

Вчера, 11:44
6 минут
Денис Гордеев

Соседняя планета, скорее всего, была покрыта толстым слоем льда, что в корне противоречит принятым ныне концепциям.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: