光量子技术新突破：室温下就可实现信息传输

摘要&＃xff1a;科学家们已经研究出可控制方向的圆偏振光&＃xff0c;该实验条件无需使用笨重的磁铁或超低温度&＃xff0c;实验结果还显示出可用于开发光量子信息处理的材料和设备的前景。

&＃xff08;图片来源&＃xff1a;网络&＃xff09;

光子具有很多有趣的特性&＃xff0c;可以用来存储和传输数据&＃xff0c;还能显示出可用于量子计算的巨大前景。

为了实现这一点&＃xff0c;科学家们先让储存在电子中的信息与物质相互作用&＃xff0c;进而产生携带数据的光子。信息可以按照电子的自旋方向进行编码&＃xff0c;就像它以0和1的形式存储在计算机的“比特”中一样。

当电子在围绕原子运行时&＃xff0c;占据了它们所处能带中的 "谷"时&＃xff0c;也可以存储数据。当这些电子与特定的发光材料相互作用时&＃xff0c;它们会产生“扭曲”的 “手性谷偏振光”&＃xff0c;这显示了其具有存储大量数据的潜力。

然而&＃xff0c;到目前为止&＃xff0c;科学家们只设法使用磁铁和超低温来产生这种类型的圆偏振光&＃xff0c;还未使得该技术广泛应用。

日本名古屋大学应用物理学家Taishi Takenobu和Jiang Pu带领一个科学家团队开发了一种在室温下使用电控的方法来产生这种手性谷偏振光的方法。

首先&＃xff0c;他们在蓝宝石上生成了一层半导体二硫化钨&＃xff0c;并覆盖一层离子凝胶薄膜。电极放置在设备的两端并施加小电压&＃xff0c;由此创造的电场最终产生了光。

研究小组发现&＃xff0c;在-193°C和室温之间&＃xff0c;装置中合成之后的蓝宝石基底被自然拉紧&＃xff0c;就可以观察到手性光。然而&＃xff0c;只有在更低的温度下&＃xff0c;它才能从无应变区域产生。因此科学家们得出结论&＃xff0c;应变对室温下能否产生谷偏振光起着关键作用。

然后他们制造了一个曲面平台&＃xff0c;在上面放置了一个塑料基底上的二硫化钨装置。他们利用曲面平台对他们的材料施加应变&＃xff0c;在应变的同一方向驱动电流&＃xff0c;以此在室温下产生谷偏振光&＃xff0c;然后对材料施加一个电场&＃xff0c;使手性光从一个方向转成另一个方向移动。

Takenobu说&＃xff1a;"我们首次使用应变单层半导体展示一种发光装置&＃xff0c;它可以在室温下用电产生并可切换右旋和左旋圆偏振光。”

该团队接下来将进一步优化他们的装置&＃xff0c;以开发实用的手性光源。

编译&＃xff1a;慕一

编辑&＃xff1a;王珩

注&＃xff1a;本文编译自“Science Daily”&＃xff0c;文章中的信息或所表述的观点意见&＃xff0c;均不代表量子前哨同意或支持。

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