Ang Direktang Pagpapakita ng mga Quantum Dots ay Nagpapakita ng Hugis ng Quantum Wave Function ng Captured Electrons

Ang pagpapakita ng mga tuldok sa kabuuan sa bilayer graphene gamit ang pag-scan ng tunneling microscopy at spectroscopy ay nagpapakita ng isang tatlong beses na mahusay na mahusay na proporsyon. Sa three-dimensional view na ito, ang mga tuktok ay kumakatawan sa mga rehiyon ng mataas na amplitude sa form ng alon ng mga nakunan ng mga electron. Credit sa Larawan: Zhehao Ge, Frederic Joucken at Jairo Velasco Jr.

Gumamit ang mga mananaliksik ng isang pag-scan ng tunneling microscope upang mailarawan ang mga tuldok ng kabuuan sa dalawang mga layer. grapheneisang mahalagang hakbang patungo sa mga teknolohiya ng kabuuan ng impormasyon.

Ang pagkuha at pagkontrol ng mga electron sa bilayer graphene dami ng tuldok ay nagbibigay ng isang promising platform para sa kabuuan ng teknolohiya ng impormasyon. Nakuha ng mga mananaliksik sa UC Santa Cruz ang unang direktang paggunita ng mga tuldok na kabuuan sa bilayer graphene, na inilalantad ang hugis ng pag-andar ng kabuuan ng mga nakulong na electron.

Mga resulta na nai-publish noong Nobyembre 23, 2020 Nano Sulatnagbibigay ng mahahalagang pangunahing impormasyon na kinakailangan upang makabuo ng mga teknolohiya ng kabuuan ng impormasyon batay sa dalawang-layer na graphene quantum dots.

“Maraming gawain ang nagawa upang paunlarin ang sistemang ito para sa agham ng impormasyon sa kabuuan, ngunit nawawala ang aming pag-unawa sa kung ano ang hitsura ng mga electron sa mga tuldok na ito,” sabi ni Jairo Velasco Jr., katulong na propesor ng pisika. UC Santa Cruz.

Habang ang maginoo na mga digital na teknolohiya ay naka-encode ang impormasyon sa mga bit na kinakatawan bilang 0 o 1, ang isang kabuuan na bit o qubit ay maaaring kumatawan sa parehong mga estado nang sabay-sabay dahil sa dami ng superposisyon. Sa teorya, ang mga teknolohiya batay sa qubits ay magbibigay ng isang malaking pagtaas sa bilis at kakayahan ng computing para sa ilang mga uri ng computing.

Ang iba`t ibang mga sistema batay sa mga materyales mula sa brilyante hanggang sa gallium arsenide ay ginalugad bilang mga platform para sa paglikha at pagproseso ng mga qubits. Ang dalawang-layer na graphene (dalawang layer ng graphene na may dalawang-dimensional na pag-aayos ng mga carbon atoms sa isang honeycomb lattice) ay isang kaakit-akit na materyal dahil madali itong magawa at makatrabaho, at ang mga tuldok na kabuuan sa dalawang-layer na graphene ay may kanais-nais na mga katangian.

“Ang mga halagang tuldok na ito ay isang umuusbong at promising platform para sa teknolohiya ng kabuuan ng impormasyon dahil sa kanilang pinigilan na coevity ng pag-ikot, makokontrol na mga degree na antas ng kalayaan, at kakayahang maiangkop sa mga panlabas na boltahe ng kontrol,” sabi ni Velasco.

Ang pag-unawa sa likas na katangian ng pag-andar ng kwantum point na alon sa bilayer graphene ay mahalaga sapagkat ang pangunahing pag-aari na ito ay tumutukoy sa maraming mga kaugnay na pag-aari para sa pagpoproseso ng kabuuan ng impormasyon, tulad ng electron energy spectrum, mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga electron, at ang pagbubuklod ng mga electron sa kanilang kapaligiran.

Ang koponan ni Velasco ay gumamit ng isang pamamaraan na dati nilang binuo upang lumikha ng mga tuldok na kabuuan sa monolayer graphene gamit ang isang scanning tunneling microscope (STM). Habang ang graphene ay nakasalalay sa isang nakakabukod na hexagonal boron nitride na kristal, ang isang malaking boltahe na inilapat ng tip ng STM ay lumilikha ng mga singil sa boron nitride na nagsisilbing electrostatically confine electron sa bilayer graphene.

“Ang larangan ng kuryente ay lumilikha ng isang kural tulad ng isang hindi nakikitang elektrikal na bakod na nakakabit ng mga electron sa puntong dami,” sabi ni Velasco.

Gumamit ang mga mananaliksik ng isang pag-scan ng tunneling microscope upang matingnan ang mga elektronikong estado sa loob at labas ng puno. Taliwas sa mga hula ng teoretikal, ang mga nagresultang imahe ay nagpakita ng sirang pag-ikot ng simetrya na may tatlong tuktok sa halip na ang inaasahang singsing na concentric.

“Nakakakita kami ng pabilog na mga simetriko na singsing sa monolayer graphene, ngunit ang mga estado ng quantum point na nasa dalawang-layer na graphene ay mayroong threefold symmetry,” Velasco said. Ang mga tuktok ay kumakatawan sa mga site ng mataas na amplitude sa paggana ng alon. Ang mga electron ay may dalawahang istraktura ng alon-maliit na butil at nakikita natin ang mga katangian ng alon ng elektron sa puntong dami. “

Ang gawaing ito ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon tulad ng spectrum ng enerhiya ng mga electron na kinakailangan upang makabuo ng mga aparato ng kabuuan batay sa sistemang ito. “Pinahuhusay nito ang pangunahing pag-unawa sa system at ang potensyal ng mga teknolohiya ng kabuuan ng impormasyon,” sabi ni Velasco. “Ito ay isang nawawalang piraso ng palaisipan at, kinuha kasabay ng gawain ng iba, sa palagay ko ay lumilipat tayo patungo sa paggawa ng isang kapaki-pakinabang na system.”

Pinagmulan: Zhehao Ge, Frederic Joucken, Eberth Quezada, Diego R. da Costa, John Davenport, Brian Giraldo, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Nobuhiko P. Kobayashi, Tony Low at Jairo Velasco Jr., 23 Nobyembre 2020, Nano Sulat.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c03453

Bilang karagdagan kay Velasco, kasama ng mga may-akda ng artikulo sina Zhehao Ge, Frederic Joucken at Eberth Quezada-Lopez, unang mga kapwa may-akda sa UC Santa Cruz, at mga kapwa may-akda mula sa Brazilian Federal University of Ceara, National Institute of Materials Science sa Brazil. Japan, University of Minnesota at UCSC Baskin School of Engineering. Ang gawaing ito ay pinondohan ng National Science Foundation at ng Army Research Office.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Sinabi ng mga mananaliksik na natuklasan nila ang mga misteryo ng mga buwan ng Mars

Ang artista ay maaaring pinagmulan ng pilosopiya at ang pagkamatay ng hidwaan sa pagitan ng unang buwan ng Mars at mga asteroid. Kredito:...

Mga pagkakasunud-sunod ng 64 Perpektong Mga Genome ng Tao upang mas mahusay na makuha ang pagkakaiba-iba ng genetiko

Gusali ng genome. Utang: NIH Ang Susunod na Mga Genome ng Tao ay Magsisilbing isang Bagong Sanggunian para sa Pagpaplano ng Genetic Genetic at...

Patuloy na sinusubaybayan ng bagong patch ng balat ang mga signal ng cardiovascular at antas ng biochemical

Ang malambot na nababanat na patch na ito ay maaaring sabay na kontrolin ang presyon ng dugo at antas ng biochemical ng isang gumagamit....

Ang unang pandaigdigang pagtatantya na ang kalikasan ay gumagamot ng 41.7 milyong toneladang basura ng tao sa isang taon

Ipinapakita ng larawang ito ang hindi ginagamot na dumi sa alkantarilya malapit sa mga pakikipag-ayos sa Peri-urban Hyderabad. Kredito: Tishat Poonthu Ayon sa mga...

Ang Vitamin B6 ay Makagagamot ng Mga Bagyo sa Cytokine sa COVID-19 at Hindi Mapigilan ang Mga Dugo na Nakaugnay sa Kamatayan

Ang Vitamin B6 ay maaaring makatulong na mapanatili ang mga cytokine cytokine sa COVID-19. Makakatulong ang bitamina B6 na kalmado ang mga bagyo ng cytokine...

Newsletter

Subscribe to stay updated.