Atomisen tarkkoja antikvanttipisteitä

Singaporen kansallisen yliopiston (NUS) tutkijat osoittivat käsitteellisen läpimurron valmistamalla atomisesti tarkkoja antikvanttipisteitä (QAD) käyttämällä itse koottuja yksittäisiä avoimia vakansseja kaksiulotteisessa siirtymämetallidikalkogenidissä (TMD).

Kvanttipisteet rajoittavat elektroneja nanomittakaavan tasolla. Sitä vastoin antipiste viittaa alueeseen, jolle on tunnusomaista elektroneja hylkivä potentiaalikukkula. Lisäämällä strategisesti antipistekuvioita ("tyhjiöitä") huolellisesti suunniteltuihin antipistehiloihin, syntyy kiehtovia keinotekoisia rakenteita.

Näillä rakenteilla on jaksollinen potentiaalimodulaatio muuttaakseen elektronien kaksiulotteista käyttäytymistä, mikä johtaa uusiin kuljetusominaisuuksiin ja ainutlaatuisiin kvantti-ilmiöihin. Kun suuntaus kohti miniatyrisoituja laitteita jatkuu, on tärkeää hallita tarkasti kunkin antipisteen kokoa ja etäisyyttä atomitasolla.

Tutkimusryhmä, jota johti apulaisprofessori Jiong Lu, esitteli menetelmän atomimittakaavan QAD-sarjan valmistamiseksi tyylikkäästi muokatuilla kvanttiaukkojen tiloilla 2D-kolmiatomikerroksisessa TMD:ssä.

Antikvanttipisteet voivat toimia lupaavina uuden sukupolven ehdokkaina, joita voidaan käyttää sovelluksissa, kuten kvanttitietotekniikassa.

Tämä saavutettiin kokoamalla yksittäisiä vakansseja säännölliseen malliin.

Tutkimuksessa käytettiin platinadelluridi (PtTe2) -näytettä, joka sisälsi lukuisia telluurin yksittäisiä vakansseja. Telluriidin yksittäiset vakanssit käyttäytyvät kuin "atomilego" ja kasautuvat itsekseen erittäin järjestyneiksi vakanssipohjaisiksi kvanttiantipisteiksi. Näiden sisällä olevat yksittäisvakanssit ovat yksittäisten Te-atomien välissä, mikä edustaa pienintä mahdollista etäisyyttä tavanomaisissa antipistehiloissa.

Kun SV:iden määrä QAD:issa kasvaa, se vahvistaa kumulatiivista repulsiopotentiaalia. Tämä johtaa kvasihiukkasten lisääntyneeseen häiriöön QAD:issa. Tämä puolestaan johtaa monitasoisten kvanttiaukkojen tilojen luomiseen, joilla on säädettävä energiaväli tietoliikenteestä kauko-infrapuna-alueille.

Geometriasuojattujen ominaisuuksiensa ansiosta nämä tarkasti suunnitellut kvanttiaukkotilat säilyivät rakenteessa jopa silloin, kun QAD:iden vapaat paikat ovat hapen täyttämiä ilmalle altistumisen jälkeen. Tämä poikkeuksellinen kestävyys ympäristövaikutuksia vastaan on tämän menetelmän lisäetu.

Apulaisprofessori Lu toteaa: "Näiden antikvanttipisteiden valmistuksen käsitteellinen esittely avaa oven uuden luokan keinotekoisten nanorakenteiden luomiselle 2D-materiaaleissa, joilla on erilliset kvanttiaukkotilat. Nämä rakenteet tarjoavat erinomaisen alustan uusien kvantti-ilmiöiden ja kuuman elektronin dynamiikan tutkimiseen aiemmin saavuttamattomissa tiloissa"

Aiheesta aiemmin: