Valo-aine hiukkasten hallinta huoneenlämpötilassa

Uusi tapa käsitellä hybridihiukkasia, joita kutsutaan polaritoneiksi, avaa tien nopealle laskennalle.

Tutkijat ovat löytäneet tavan manipuloida erityisiä hybridihiukkasia, joita kutsutaan polaritoneiksi – jotka käyttäytyvät sekä valon että aineen tavoin  – huoneenlämmössä. Läpimurto mahdollistaa polaritonien käytön huippunopeassa laskennassa ja datankäsittelyssä.

Polaritoneilla on ominaisuus nimeltä "spin", joka muistuttaa polaritonia, joka pyörii myötä- tai vastapäivään akselillaan. Niiden spin ja liikkumisen muuttaminen muuttaa siten polaritoneihin tallennettua dataa.

Mutta tällaiset muutokset polaritoneissa ovat olleet mahdollisia vain erittäin alhaisissa lämpötiloissa lähellä ulkoavaruuden kylmyyttä, mikä tekee niistä kallista ja epäkäytännöllistä ylläpitää.

Nyt Nanyang  Asst Prof Su Rui NTU:n fysiikan ja matemaattisten tieteiden  korkeakoulusta  (SPMS) ja sähkö- ja elektroniikkatekniikan korkeakoulusta  sekä Timothy Liew SPMS:stä on osoittanut, että polaritoneja  voidaan manipuloida huoneenlämpötilassa, kun ne luodaan.

Hiukkaset tuotetaan loistamalla vihreällä laserilla materiaalille, jota kutsutaan cesiumlyijybromidiksi, jossa on nestekidemolekyylien kerros mikro-ontelorakenteessa.

Tutkijat kontrolloivat ja muuttivat polaritonien liikkeitä niiden spinien perusteella kohdistamalla niihin ulkoista jännitettä.

Tämä käsittelymenetelmä mahdollistaa polaritonien tallentaa, siirtää tai prosessoida dataa nopeammin kuin nykyiset laskentatekniikat, koska polaritonit kulkevat valon nopeudella.

Lisäksi osoitamme, että niiden spin-kuljetuskäyttäytymistä voidaan tehokkaasti manipuloida ulkoisilla sähköjännitteillä.

Työmme on tärkeä askel puhtaampien polaritonispinvirtojen luomisessa, mikä tasoittaa tietä spin-optoelektronisille sovelluksille polaritoneilla, kuten spin lasereille, spin-suodattimille ja spinlogiikkaporteille.

Aiheesta aiemmin:

Uusi paradigma valon ja materiaalien vuorovaikutuksessa

Fotonit ja valo-aine vuorovaikutukset kvanttitietotekniikan käyttöön