A imagem mostra a geração óptica de trions em disseleneto de tungstênio de camada única. Crédito:Erfu Liu, UC Riverside.
Afasta-te, elétrons; é hora de abrir caminho para o trion.
Uma equipe de pesquisa liderada por físicos da Universidade da Califórnia, Riverside, observou, caracterizado, e trions escuros controlados em um semicondutor - disseleneto de tungstênio de camada única ultraclean (WSe 2 ) - um feito que pode aumentar a capacidade e alterar a forma de transmissão de informações.
Em um semicondutor, como WSe 2 , um trion é um estado quântico ligado a três partículas carregadas. Um trion negativo contém dois elétrons e um buraco; um trion positivo contém dois buracos e um elétron. Um buraco é a vacância de um elétron em um semicondutor, que se comporta como uma partícula carregada positivamente. Como um trion contém três partículas interagentes, ele pode transportar muito mais informações do que um único elétron.
A maioria dos aparelhos eletrônicos hoje usa elétrons individuais para conduzir eletricidade e transmitir informações. Como tríons carregam carga elétrica líquida, seu movimento pode ser controlado por um campo elétrico. Trions podem, Portanto, também podem ser usados como portadores de informações. Comparado aos elétrons individuais, trions têm índices de spin e momentum controláveis e uma rica estrutura interna, que pode ser usado para codificar informações.
Os trions podem ser categorizados em trions claros e escuros com configurações de spin distintas. Um trion brilhante contém um elétron e um buraco com spins opostos. Um trion escuro contém um elétron e um buraco com o mesmo spin. Trions brilhantes acoplam-se fortemente à luz e emitem luz de forma eficiente, o que significa que eles se deterioram rapidamente. Dark trions, Contudo, casal fracamente à luz, o que significa que eles decaem muito mais lentamente do que os trions brilhantes.
Os pesquisadores mediram a vida útil dos trions escuros e descobriram que eles duram mais de 100 vezes mais do que os trions claros mais comuns. A longa vida útil permite a transmissão de informações por trions em uma distância muito maior.
“Nosso trabalho permite a escrita e leitura de informações trion à luz, "disse Chun Hung (Joshua) Lui, professor assistente de física e astronomia na UC Riverside, quem liderou a pesquisa. "Podemos gerar dois tipos de trions - trions escuros e brilhantes - e controlar como as informações são codificadas neles."
Os resultados da pesquisa são publicados na revista. Cartas de revisão física .
Chun Hung (Joshua) Lui (à esquerda) e Erfu Liu. Crédito:I. Pittalwala, UC Riverside.
"Nossos resultados podem permitir novas formas de transmissão de informações, "disse Erfu Liu, o primeiro autor do artigo de pesquisa, e um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Lui. "Dark trions, com sua longa vida, pode nos ajudar a realizar a transmissão de informações por trions. Assim como aumentar sua largura de banda Wi-Fi em casa, a transmissão trion permite que mais informações cheguem do que os elétrons individuais. "
Os pesquisadores usaram uma única camada de WSe 2 átomos, semelhante a uma folha de grafeno, porque o nível de energia trion escuro em WSe 2 encontra-se abaixo do nível de energia trion brilhante. Os trions escuros podem, portanto, acumular uma grande população, permitindo sua detecção.
Lui explicou que a maioria das pesquisas sobre tríons hoje se concentra em tríons brilhantes porque eles emitem muita luz e podem ser facilmente medidos.
"Mas nos concentramos em trions escuros e seu comportamento detalhado sob diferentes densidades de carga em WSe de camada única 2 dispositivos, "Lui disse." Fomos capazes de demonstrar uma sintonia contínua de tríons escuros positivos para tríons escuros negativos simplesmente ajustando uma voltagem externa. Também fomos capazes de confirmar a configuração distinta de spin dos trions escuros dos trions brilhantes.
"Se pudermos usar trions para transmitir informações, nossa tecnologia da informação será muito enriquecida, "ele acrescentou." O maior obstáculo em tal desenvolvimento tem sido a curta vida de trions brilhantes. Agora, os trions escuros de vida longa podem nos ajudar a superar esse obstáculo. "
Próximo, sua equipe planeja demonstrar o transporte real de informações por trions escuros.
"Pretendemos demonstrar o primeiro dispositivo funcional que usa trions escuros para transportar informações, "Lui disse." Se tal dispositivo de trion protótipo funcionar, trions escuros podem então ser usados para transportar informações quânticas. "
