As figuras demonstram a interferência IX (topo), polarização (centro) e padrões de coerência (parte inferior). Crédito:Gráficos fornecidos pelo Grupo Butov
Atualmente, ferramentas de processamento de informações, como computadores e telefones celulares, dependem da carga de elétrons para operar. Uma equipe de físicos da UC San Diego, Contudo, busca sistemas alternativos mais rápidos, processamento de sinal mais eficiente em termos de energia. Eles fazem isso usando "excitons, "quasipartículas eletricamente neutras que existem em isoladores, semicondutores e em alguns líquidos. E seu último estudo de dinâmica de spin excitônica mostra uma promessa funcional para nossos dispositivos futuros.
Em sua pesquisa, Professor Leonid Butov e recente Ph.D. em física. graduado Jason Leonard, excitons indiretos aplicados (IXs) - quasipartículas especialmente projetadas em uma estrutura semicondutora em camadas - na forma de condensado de Bose-Einstein. Com este condensado de IXs, os cientistas descobriram que a coerência do spin dos IXs era conservada quando eles viajavam por longas distâncias, provando esperança para um processamento de sinal mais eficiente em termos de energia no futuro. Os resultados do estudo também apresentaram uma maneira de obter coerência de spin de longo alcance - necessária para circuitos eficientes e rápidos usando transferência de spin. Suas descobertas foram publicadas recentemente em Nature Communications .
"Medimos a fase de exciton adquirida devido à precessão de spin coerente e observamos o transporte de spin coerente de longo alcance no condensado IX, "explicou Butov." O transporte de spin de longo alcance pode ser explorado para o desenvolvimento de um novo processamento de sinal baseado em spins. "
Usando um refrigerador de diluição óptica especialmente criado ajustado em uma temperatura muito baixa - 0,1 Kelvin ou 459,5 F abaixo de zero - Butov e sua equipe transformaram o gás IX em um condensado pela temperatura gelada para alcançar coerência de spin na faixa de 10 micrômetros, uma gama que conduz ao desenvolvimento de dispositivos de alto funcionamento que exploram a transferência de spin.
Refrigerador de diluição óptica para experimentos de baixa temperatura na UC San Diego. Crédito:Michelle Fredricks
"Começamos o projeto tentando explicar uma mudança de fase quântica e acabamos com uma observação prática do transporte de spin, "observou Leonard.
Embora este experimento tenha demonstrado uma das capacidades da coerência de spin IX em temperaturas criogênicas, O estudo anterior de Butov mostrou que IXs podem existir em semicondutores à temperatura ambiente - um passo importante em direção à aplicação prática.
