2019-07-10 06:35:02
物理学家的发现可能会彻底改变信息传播

移开电子;现在是时候为trion让路了。

由加利福尼亚大学河滨分校的物理学家领导的一个研究小组观察,表征和控制了半导体 - 超净单层钨二硒化物(WSe2)中的黑暗三角形 - 这一壮举可以增加容量并改变信息形式传输。

在诸如WSe2的半导体中,trion是三个带电粒子的量子束缚态。负三角形包含两个电子和一个孔;正三角包含两个孔和一个电子。空穴是半导体中电子的空位,其表现类似于带正电的粒子。因为trion包含三个相互作用的粒子,所以它可以携带比单个电子更多的信息。

今天大多数电子设备使用单独的电子来传导电力并传输信息由于trions携带净电荷,它们的运动可以通过电场控制。因此,Trions也可以用作信息载体。与单个电子相比,三元组具有可控的自旋和动量指数以及丰富的内部结构,可用于编码信息。

Trions可以分为明亮和黑暗的三元组,具有不同的旋转配置。明亮的trion包含一个电子和一个具有相反自旋的孔。暗黑色的trion包含一个电子和一个具有相同旋转的孔。明亮的孪生夫妇强烈地发光并有效地发光,这意味着它们会迅速衰减。然而,黑暗的冥想与弱光耦合,意味着它们比明亮的冥想慢得多。

研究人员测量了黑暗鳟鱼的寿命,发现它们的持续时间比较常见的瞳孔长100多倍。长寿命使得信息能够在更长的距离上传输。

“我们的工作允许通过光线书写和阅读三维信息,”领导该研究的加州大学河滨分校物理和天文学助理教授Chun Hung(Joshua)Lui说。 “我们可以生成两种类型的黑暗和明亮的幻象 - 并控制信息在其中的编码方式。”

“我们的研究结果可以实现新的信息传播方式,”该研究论文的第一作者Erfu Liu和Lui实验室的博士后研究员表示。 “黑暗的trions,它们的使用寿命很长,可以帮助我们实现信息传输。就像增加家中的Wi-Fi带宽一样,传输传输可以获得比单个电子更多的信息。”

研究人员使用单层WSe2原子,类似于石墨烯片,因为WSe2中的黑暗能量水平低于明亮的能量水平。因此,黑暗的trions可以积累大量的人口,使他们能够被发现。

Lui解释说,今天大多数的研究都集中在明亮的水平上,因为它们发出的光很多,很容易测量。

“但我们专注于黑暗的水滴及其在单层WSe2设备中不同电荷密度下的详细行为,”Lui说。 “通过简单地调节外部电压,我们能够证明从正黑暗的三角形到负黑暗的三角形的连续调谐。我们还能够从明亮的三角形中确认黑暗的三角形的独特旋转配置。

“如果我们可以使用trions传输信息,我们的信息技术将会大大丰富,”他补充说。 “这种发展的主要障碍是明亮的冥想的短暂生命。现在,长寿黑暗的冥想可以帮助我们克服这个障碍。”

接下来,他的团队计划用黑暗的方式展示信息的实际传输。

“我们打算展示第一个使用黑暗传输信息的工作设备,”Lui说。 “如果这样的原型设备可以工作,那么黑暗的trion可以用来传输量子信息。”

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