Die Wissenschaftler von EPFL-Labor für nanoskalige Elektronik und Strukturen LANES haben beeindruckende Fortschritte auf dem Gebiet der Nanoelektronik gezeigt. Das Team befasst sich insbesondere mit Exzitonen, einem Zustand hochenergetischer Elektronen, zusammen mit ihren Elektronenlöchern im stabilen Zustand.
Um das Detail zu erklären: Wenn ein Elektron genügend Energie gewinnt, springt das Elektron auf ein höheres Energieniveau. In diesem Fall hinterlässt das Elektron ein Loch oder einen Hohlraum, der positiv geladen wird.
Dies erzeugt eine Dualität von positiver und negativer Ladung.
Exzitonen und ihre Eigenschaften: Was unterscheidet sie?
Der erste große Durchbruch der Wissenschaftler war ihre Fähigkeit zu Steuerung des Exzitonenflusses bei Raumtemperatur
Jetzt hat das gleiche Team ein anderes gemacht Entdeckung Exzitonen können die Eigenschaften des auf sie einfallenden Lichts verändern.
Wenn ein Lichtstrahl auf die Exzitonen fällt, können geringfügige Änderungen in der Ausrichtung der Exzitonen Eigenschaften wie Polarisation und Intensität ändern.
Diese Eigenschaften sind auf dem Gebiet der Elektronik sehr vorteilhaft, da Exzitonen beim Bau von Transistoren helfen können, die kühler und effizienter laufen als das, was wir heute verwenden.
Exzitonen kommen hauptsächlich in isolierenden und halbleitenden Materialien vor. 2D-Materialien sind die effizientesten Strukturen, mit denen Exzitonen untersucht werden können.
Die EPFL-Wissenschaftler konzentrierten ihre Forschung daher auf diese 2D-Materialien und untersuchten ihre Eigenschaften.
Wenn zwei 2D-Materialien kombiniert werden, weisen sie Quanteneigenschaften auf, die keines der beiden Materialien aufweist. Daher kombinierten die Wissenschaftler Wolframdiselenid WSe2 mit Molybdändiselenid MoSe2, um eine Kombination zu erstellen, die genügend Quanteneigenschaften aufweist, damit die Wissenschaftler tatsächlichmessen Sie es.
Die Wissenschaftler verwendeten dann einen Laserstrahl mit zirkularer Polarisation und richteten ihn auf die Kombination dieser zweidimensionalen Materialien.
Wenn die Position der 2D-Materialien verschoben wurde, um ein Moiré zu erzeugen, änderte sich die Polarisation des Lichts, die anfänglich zirkular polarisiert war.
Durch vorsichtiges Verschieben der 2D-Materialien konnten die Wissenschaftler nicht nur die Polarisation, sondern auch die Wellenlänge und Intensität des Lichts ändern.
Nullen und Einsen: Wie sich Exzitonen wie Halbleiter verhalten können, aber besser!
Die Erklärung, warum sich die Eigenschaften von Licht mit einer Änderung der Ausrichtung der 2D-Materialien ändern, liegt in einer Eigenschaft innerhalb von Exzitonen, die als Tal bezeichnet wird. Ein Tal entsteht durch die extremen Energiezustände, die vom Exziton erzeugt werden.
Die höheren und niedrigeren Zustände, die von den Tälern erzeugt werden, können verwendet werden, um Informationen wie ein Halbleiter zu verarbeiten, da beide auf die gleiche Weise funktionieren, indem zwischen Zuständen höherer und niedrigerer Energie gewechselt wird.
"Durch die Verknüpfung mehrerer Geräte mit dieser Technologie können wir Daten auf neue Weise verarbeiten. Durch Ändern der Polarisation des Lichts in einem bestimmten Gerät können wir dann ein bestimmtes Tal in einem zweiten Gerät auswählen, das daran angeschlossen istUmschalten von 0 auf 1 oder 1 auf 0, was die grundlegende binäre Logik ist, die beim Rechnen verwendet wird " sagte Andras Kis, Leiter von LANES.
Die Technologie befindet sich möglicherweise in einem frühen Stadium, aber wir können sehen, dass sie sich in den kommenden Jahren weiterentwickelt und sogar die Bausteine der Elektronik ersetzt, die wir heute verwenden.