Elektroniikan uusi ulottuvuus

Samalla kun elektronien varaus- ja spin-ominaisuuksia käytetään laajalti nykytekniikoissa, kuten transistoreissa ja muisteissa, muut subatomiset hiukkaset ovat olleet pitkään kartoittamattomia.

Yksi tällainen on "laakso" ominaisuus, jolla on mahdollisuus saavuttaa uusi "teknologia" nimeltään "valleytroniiikka" - samanlainen kuin elektroniikka (varaus) ja spintroniikka (spin). Kyseinen ominaisuus johtuu siitä tosiasiasta, että kiteen elektronit miehittävät eri paikkoja, jotka ovat kvanttimekaanisesti erillisiä.

Vinod Menonin johtamat City College of New York fyysikot ovat osoittaneet, miten manipuloida laakso-ominaisuutta huonelämpötilassa käyttämällä valoa ja asettamalla kaksiulotteisia puolijohteita valon pysäyttävään mikrokaivantoon.

Tämä johti puolittain valosta ja puolittain aineesta muodostuneisiin kvasi-partikkeleihin, joilla on tietty laakso-ominaisuuden tunnistettavuus eli polaritonisuus.

Näitä kvasipartikkeleita voidaan sitten optisesti hallia laserilla, jotta saadaan elektronit miehittämään tietty laakso.

"Tämän ominaisuuden havainnointi perinteisissä puolijohteissa ei ole helppoa, mutta uudenlaisten kaksiulotteisen puolijohteiden myötä tämä ominaisuus tuli manipuloitavaksi", toteaa Menonin tutkimusryhmän jatko-opiskelija Zheng Sun ja tutkimuspaperin johtava kirjoittaja.

Tutkijoiden mukaan laaksopolaritonin realisointi 2D-puolijohteisessa mikrokaivannossa on ensimmäinen askel kohti laakso-polariteettisia piirirakenteita esimerkiksi tulevia kvanttitekniikoita ajatellen.

UCLA:n tutkijat ovat puolestaan onnistuneet mittaamaan ja manipuloimaan piin kvanttipisteessä olevien elektronien laaksotilaa. Tämä lähes absoluuttista jäähdytystä vaativa tekniikka mahdollistaa myös mitata äärimmäisen pieni kahden laakson välinen energian ero - joka oli ollut mahdotonta käyttäen mitä muuta tahansa nykyistä menetelmää.

Aiheesta aiemmin:

"Valleytroniikan" eteneminen mahdollista

Uusia ulottuvuuksia tulevaisuuden elektroniikalle

Uusi tapa koodata elektroneja

Kuoppaista elektroniikkaa