Un equipo de investigación internacional dirigido por físicos de la Universidad de California, Riverside, ha revelado un nuevo proceso cuántico en Valleytronics que puede acelerar el desarrollo de esta tecnología relativamente nueva.
Valleytronics, un acrónimo de "valle" y "electrónica", utiliza mínimos o valles de energía local en la estructura de banda electrónica de los semiconductores. La tecnología de semiconductores actual utiliza carga electrónica o espín para almacenar y procesar información. En algunos semiconductoresSin embargo, los valles de los electrones se utilizan para codificar, procesar y almacenar información. Los sistemas Valleytronic tienen el potencial de ofrecer esquemas de procesamiento de información que son superiores a las tecnologías de semiconductores basados en carga y espín.
El equipo de investigación dirigido por UC Riverside se centró en diselenuro de tungsteno monocapa WSe 2 , un semiconductor bidimensional con dos valles electrónicos distintos.Los electrones excitados tienden a relajarse y acumularse en uno de los valles para adquirir un índice de valle K o K '.Los índices de valle se pueden usar para representar 1 y 0 para codificar información, tal como se usa la carga eléctrica en la tecnología actual.
Excitons y trions también pueden ocupar los valles en monocapa WSe 2 y se puede utilizar para transmitir información del valle. Un excitón es un estado cuántico ligado de un electrón y un agujero de electrones. Un trión es un estado cuántico ligado de tres partículas cargadas. Monocapa WSe 2 alberga excitones o triones brillantes y oscuros con diferentes configuraciones de giro; el brillo se desintegra rápidamente en luz, mientras que la oscuridad se desintegra lentamente en luz.
"El desarrollo de valleytronics requiere estados de valle estables y una fácil identificación de los índices del valle", dijo Chun Hung "Joshua" Lui, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de UC Riverside, quien dirigió la investigación. "Los excitones oscuros ytriones en monocapa WSe 2 tienen una vida útil mucho más larga y una mejor estabilidad de valle que los triones y excitones brillantes comunes. Los excitones y triones oscuros, por lo tanto, sirven como excelentes candidatos para aplicaciones de Valleytronic ".
Lui explicó que hasta ahora ningún método podía leer los índices de valle de los excitones y triones oscuros porque su emisión de luz de cualquiera de los valles tiene exactamente la misma energía y polarización, lo que hace que los dos valles sean indistinguibles entre sí. El equipo de investigación de Lui ahora ha superadoeste obstáculo al identificar una cantidad física mensurable que puede distinguir los dos índices de valle de excitones oscuros y triones.
"Observamos un nuevo proceso de desintegración de excitones oscuros y triones en WSe monocapa 2 , que nos permite identificar sus índices de valle ", dijo Lui." Un excitón o trión oscuro puede descomponerse en un par de fotones y fonones con una firma de valle distintiva ".
Un fotón es un cuanto de una onda electromagnética. Puede tener polarización lineal o quiral cuando el campo electromagnético oscila o gira. La dirección de rotación del campo electromagnético determina si un fotón quiral es diestro o zurdo. De manera similar,un fonón es un cuanto de vibración atómica en el material. La vibración atómica generalmente implica una oscilación lineal de átomos. Pero en algunos casos especiales, los átomos pueden rotar para producir los llamados fonones quirales. La dirección de rotación atómica determina si un fonón quiral esdiestros o zurdos.
"Encontramos que el excitón oscuro en el valle K decae en un fotón derecho y un fonón zurdo, mientras que el excitón oscuro en el valle K 'opuesto decae en un fotón zurdo y un fonón derecho", Dijo Lui." La lateralidad del fotón emitido es una clara firma de los índices del valle de los excitones oscuros y triones ".
Lui agregó que la capacidad de leer los valles del estado oscuro podría facilitar la exploración de la dinámica y las aplicaciones de los valles del estado oscuro en la tecnología Valleytronic.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Iqbal Pittalwala. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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