Hazte a un lado, electrones; es hora de dar paso al trión.
Un equipo de investigación dirigido por físicos de la Universidad de California, Riverside, ha observado, caracterizado y controlado los triones oscuros en un semiconductor - diselenuro de tungsteno de capa única ultra limpia WSe 2 : una hazaña que podría aumentar la capacidad y alterar la forma de transmisión de información.
en un semiconductor, como WSe 2 , un trión es un estado cuántico unido de tres partículas cargadas. Un trión negativo contiene dos electrones y un agujero; un trión positivo contiene dos agujeros y un electrón. Un agujero es la vacante de un electrón en un semiconductor, que se comporta comouna partícula cargada positivamente. Debido a que un trión contiene tres partículas que interactúan, puede transportar mucha más información que un solo electrón.
La mayoría de los dispositivos electrónicos actuales usan electrones individuales para conducir electricidad y transmitir información. Como los triones transportan carga eléctrica neta, su movimiento puede ser controlado por un campo eléctrico. Por lo tanto, los triones también pueden usarse como portadores de información. En comparación con electrones individuales, trionestienen índices de giro e impulso controlables y una estructura interna rica, que se puede usar para codificar información.
Los triones se pueden clasificar en triones brillantes y oscuros con distintas configuraciones de espín. Un trión brillante contiene un electrón y un agujero con espines opuestos. Un trión oscuro contiene un electrón y un agujero con el mismo espín. Los triones brillantes se acoplan fuertemente a la luz yemiten luz eficientemente, lo que significa que se descomponen rápidamente. Sin embargo, los triones oscuros se acoplan débilmente a la luz, lo que significa que se descomponen mucho más lentamente que los brillantes.
Los investigadores midieron la vida útil de los triones oscuros y descubrieron que duran más de 100 veces más que los triones brillantes más comunes. La larga vida útil permite la transmisión de información por triones a una distancia mucho más larga.
"Nuestro trabajo permite la escritura y lectura de información de triones a la luz", dijo Chun Hung Joshua Lui, profesor asistente de física y astronomía en UC Riverside, quien dirigió la investigación. "Podemos generar dos tipos de triones:- triones oscuros y brillantes - y controle cómo se codifica la información en ellos "
Los resultados de la investigación se publican en la revista Cartas de revisión física .
"Nuestros resultados podrían permitir nuevas formas de transmisión de información", dijo Erfu Liu, primer autor del trabajo de investigación e investigador postdoctoral en el laboratorio de Lui. "Los triones oscuros, con su larga vida útil, pueden ayudarnos a realizar la transmisión de información altrions. Al igual que al aumentar el ancho de banda de Wi-Fi en casa, la transmisión trion permite que llegue más información que los electrones individuales ".
Los investigadores usaron una sola capa de WSe 2 átomos, que se asemejan a una hoja de grafeno, porque el nivel de energía del trión oscuro en WSe 2 se encuentra por debajo del nivel de energía del trión brillante. Por lo tanto, los triones oscuros pueden acumular una gran población, lo que permite su detección.
Lui explicó que la mayoría de las investigaciones sobre triones actuales se centran en triones brillantes porque emiten mucha luz y se pueden medir fácilmente.
"Pero nos centramos en triones oscuros y su comportamiento detallado bajo diferentes densidades de carga en WSe de capa única 2 dispositivos ", dijo Lui." Pudimos demostrar una sintonización continua de triones oscuros positivos a triones oscuros negativos simplemente ajustando un voltaje externo. También pudimos confirmar la configuración de giro distinta de los triones oscuros a partir de triones brillantes.
"Si podemos usar triones para transmitir información, nuestra tecnología de la información se enriquecerá enormemente", agregó. "El principal obstáculo en tal desarrollo ha sido la corta vida útil de los triones brillantes. Ahora los triones oscuros de larga vida pueden ayudarsuperamos este obstáculo "
Luego, su equipo planea demostrar el transporte real de información por triones oscuros.
"Tenemos la intención de demostrar el primer dispositivo de trabajo que utiliza triones oscuros para transportar información", dijo Lui. "Si tal dispositivo prototipo funciona, los triones oscuros pueden usarse para transportar información cuántica".
La investigación fue apoyada por fondos de inicio de UCR.
Lui y Liu se unieron al estudio por Jeremiah van Baren y Mashael M. Altaiary de UCR; Zhengguang Lu y Dmitry Smirnov del Laboratorio Nacional de Campo Magnético Alto, Florida; y Takashi Taniguchi y Kenji Watanabe del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales, Japón.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Iqbal Pittalwala. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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