Visualisasi langsung dari titik-titik kuantum mengungkapkan ukuran fungsi gelombang kuantum dari elektron yang terperangkap.

Visualisasi titik-titik kuantum dalam graphene bilayer menggunakan mikroskop penerowongan pemindaian dan spektroskopi mengungkapkan simetri tiga kali lipat. Dalam gambar tiga dimensi ini, puncak mewakili tempat amplitudo tinggi dalam bentuk gelombang elektron yang terperangkap. Penghargaan: He Hao G, Frederick Zuken dan Ziro Velasco Jr.

Para peneliti menggunakan mikroskop penerowongan pemindaian untuk melihat titik-titik kuantum di Belarus Graphene, Sebuah langkah penting menuju teknologi informasi kuantum.

Graphene Blier menyediakan platform yang menjanjikan untuk teknologi informasi kuantum untuk menjebak dan mengontrol elektron di titik kuantum. Para peneliti di UC Santa Cruz kini telah mencapai visualisasi langsung dari titik-titik kuantum pada graphene bilayer, yang mengungkapkan bentuk fungsi gelombang kuantum dari elektron yang terperangkap.

Hasil, diterbitkan 23 November 2020 Huruf NanoMemberikan pengetahuan dasar penting yang diperlukan untuk pengembangan teknologi informasi kuantum berdasarkan titik kuantum graphene bilayer.

“Banyak pekerjaan telah dilakukan untuk mengembangkan sistem ini untuk ilmu informasi kuantum, tetapi kami masih kehilangan pemahaman tentang penampakan elektron di titik-titik kuantum ini,” kata gyro Velasco Jr., seorang profesor fisika. UC Santa Cruz.

Teknologi digital konvensional mengkodekan data dalam bit yang disajikan sebagai 0 atau 1, yang dapat mewakili kedua keadaan pada saat yang sama karena bit kuantum atau superposisi kuantum. Secara teoritis, teknologi yang didasarkan pada quits akan meningkatkan kecepatan dan kapabilitas komputasi untuk jenis kalkulasi tertentu.

Sistem yang beragam berdasarkan elemen yang berbeda mulai dari berlian hingga gallium arsenide sedang dieksplorasi sebagai platform untuk membuat dan mengelola penghentian. Grafena biliar (dua lapisan graphene, susunan dua dimensi atom karbon dalam sarang lebah) adalah bahan yang menarik karena mudah diproduksi dan dioperasikan serta memiliki sifat titik kuantum yang diinginkan dalam graphene bilayer.

“Titik-titik kuantum ini adalah platform yang aneh dan menjanjikan untuk teknologi informasi kuantum karena dekoherensi putarannya yang ditekan, derajat kuantum yang dapat dikontrol, dan kompatibilitas dengan tegangan kontrol eksternal.”

Penting untuk memahami sifat fungsi gelombang titik kuantum dalam graphene bilayer karena sifat dasar ini menentukan sejumlah properti yang relevan untuk pemrosesan informasi kuantum, seperti spektrum energi elektronik, interaksi antar elektron, dan kombinasi elektron di lingkungannya.

Tim Velasco sebelumnya menggunakan scanning tunneling microscope (STM) untuk membuat titik-titik kuantum dalam grafena monolayer, metode yang ia kembangkan. Graphene bertumpu pada kristal boron nitrida heksagonal isolasi, menciptakan muatan boron nitrida tegangan besar yang diterapkan dengan bantuan ujung STM yang membatasi elektron dalam graphene listrik.

“Medan listrik menciptakan karang seperti pagar listrik tak terlihat yang menjebak elektron di titik kuantum,” jelas Velasco.

Para peneliti kemudian menggunakan mikroskop penerowongan pemindaian untuk menggambarkan kondisi kelistrikan di dalam dan di luar karang. Berlawanan dengan prediksi teoritis, gambar yang diterapkan menunjukkan simetri rotasi yang rusak dengan tiga puncak, bukan cincin kubik yang diharapkan.

“Kami melihat cincin simetri melingkar di graphene monolayer, tetapi graphene bilayer memiliki tiga kali paralelisme dalam status quantum dot,” kata Velasco. “Puncak mewakili tempat-tempat dengan amplitudo tinggi dalam aktivitas gelombang. Elektron memiliki sifat partikel gelombang ganda dan kami memvisualisasikan sifat gelombang elektron titik kuantum. “

Karya ini memberikan informasi penting sebagai spektrum daya elektron untuk pengembangan perangkat kuantum berdasarkan sistem ini. “Ini mengarah pada pemahaman dasar tentang sistem dan kemungkinan teknologi informasi kuantum,” kata Velasco. “Ini adalah bagian yang hilang dari teka-teki dan digabungkan dengan pekerjaan orang lain, saya pikir kita sedang bergerak untuk membuatnya menjadi pengaturan yang efektif.”

Referensi: “Visualisasi dan Manipulasi dengan Brown Rotational Symmetry dan Nontrivial Topology dengan Briar Graphene Quantum Dots” Junior, 23 November 2020, Huruf Nano.
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c03453

Selain Velasco, penulis studi ini termasuk penulis pendamping UC Santa Cruz Hehao G, Frederick Juken, dan Ebert Quizada-Lopez, dan rekan penulis dari Universitas Federal Sierra University di Brasil. Sekolah Teknik Baskin dari Jepang, University of Minnesota dan UCSC. Pekerjaan ini didanai oleh National Science Foundation dan Kantor Riset Angkatan Darat

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.